Металлическая связь и физическая сущность электро- и теплопроводности металлов

 

В металлах атомы соединены друг с другом электронными оболочками, образуя в пределах одного домена сплошную систему типа большой молекулы, такие связи называются металлическими и по типу наиболее близки к ковалентному типу связей [6]. Это приводит к тому, что при соединении атомов длина эфирного потока у молекулы, состоящей всего из двух атомов, оказывается меньше, чем сумма длин путей эфирных потоков у атомов до соединения. Поэтому при соединении атомов в молекулу часть уплотненного завинтованного эфира выбрасывается из образовавшейся молекулы. В отличие от обычной ковалентной связи, при образовании которой выброшенная часть эфирного потока замыкается сама на себя, в металлах этот поток стимулирует организацию электрона за счет потоков эфира, оказавшихся между атомами (рис. 2.9).

 

 

Образованный свободный электрон начинает хаотически перемещаться в межмолекулярном пространстве в пределах оболочки Ван-дер-Ваальса, соударяясь с электронными оболочками молекул и обмениваясь с ними энергией. При этом часть электронов выходит на поверхность металла и, устанавливаясь в шахматном порядке антипараллельно относительно друг друга, образует так называемую «поверхность Ферми» (рис. 2.10).

 

Поскольку электрон находится в непрерывном тепловом движении внутри металла, он соударяется с молекулами. отбрасывается по законам прямого соударения и после каждого удара меняет свою ориентацию в пространстве. Поэтому все электроны в металле в среднем ориентированы хаотично, что и объясняет тот факт, почему вокруг металлических образцов, не подключенных к источникам напряжения, нет магнитного поля.

Именно наличие и подвижность электронного газа обеспечивает высокую теплопроводность металлических проводников. Тепловая скорость перемещения электронов в металле определится выражением

где m_e = 0,9108·10^–30кг – масса электрона, откуда находим, что при температуре 20°С (293,3°К) средняя скорость теплового движения электрона составит 115,45 км/с. Имея в виду, что количество электронов в металле должно быть равно количеству атомов, то их число в единице объема, как и атомов, составляет порядка n =10²⁸-10²⁹ м^–3. Если бы электронный газ существовал сам по себе, то средняя длина свободного пробега электрона была бы равна

где σ_е – площадь поперечного сечения электрона, величина которой составляет около
 10^–30м². Следовательно, длина свободного пробега должна была бы иметь величину порядка единиц метров, в то время как расстояние между центрами молекул составляет величину порядка 10^–10 м. Это означает, что электроны в металле никак не взаимодействуют между собой, а каждый непрерывно соударяется с поверхностями молекул, около которых он находится, и перемещается между молекулами. В соответствии с той же электронной теорией уже в современном ее изложении коэффициент теплопроводности металлов и сплавов можно оценить, используя закон Видемана–Франца

где L_o = 2,445·10^–8 Вт.Ом/К² – число Лоренца; σ (Ом·м^–1) – электропроводность; Т – абсолютная температура.

Это соотношение, утверждающее пропорциональность теплопроводности и проводимости металлов и их сплавов, подтверждено широкой практикой и вошло в справочники как основа, хотя и не всегда точная, поскольку существуют еще и другие факторы, влияющие на указанное соотношение. Тем не менее, можно считать, что электронная теория металлов подтверждена. В соответствии с этой теорией электропроводность равна

или для удельного сопротивления

где n – концентрация электронов в единице объема; e – заряд электрона; τ – время свободного пробега, m_е – масса электрона. С ростом температуры частота соударений электрона с поверхностями молекул увеличивается и время свободного пробега соответственно уменьшается. Отсюда и снижение проводимости, и соответствующий рост удельного сопротивления металлов.

К оглавлению

 

Краткая история оптики

 

Ньютон допускал возможность волновой интерпретации световых явлений, но отдавал предпочтение корпускулярной концепции, считая свет потоком частиц, действующих на эфир и вызывающих в нем колебания. Существенное значение для понимания поляризации света имело ее проявление в эффекте интерференции света. Именно тот факт, что два световых луча, линейно поляризованных, под прямым углом друг к другу не интерферируют, явился решающим доказательством поперечности световых волн. Работы Юнга, Френеля и Араго (1816–1819) в этом направлении определили победу волновой теории.

Тем временем в работах П.С.Лапласа и Ж.Б.Био развивалась далее корпускулярная теория. Ее сторонники предложили считать объяснение явления дифракции достойным премии, учрежденной на 1818 г. Парижской Академией наук. Но эта премия была присуждена А.Ж.Френелю, исследования которого основывались на волновой теории. В этом же году Френель занялся весьма важной проблемой влияния движения Земли на распространение света. Араго экспериментально обнаружил, что, помимо аберрации, нет различия между светом от звезд и светом от земных источников. На основании этих наблюдений Френель создал теорию о частичном увлечении светового эфира движущимися телами, которая была подтверждена в 1851 г. прямыми измерениями А.И.Л.Физо. Вместе с Араго Френель исследовал интерференцию поляризованных лучей света и обнаружил, что лучи, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях, никогда не интерферируют. Этот факт нельзя было согласовать с общепринятым тогда предположением о продольности световых волн. Юнг, узнавший об этом открытии от Араго, нашел разгадку возникшего противоречия, предположив, что световые колебания поперечны.

Поляризация света нашла объяснение в трудах Дж.Максвелла.Дж.Максвеллом показано, что свет представляет собой не упругие колебания, а электромагнитные волны. Друде, Гельмгольцем и Лоренцем при построении электронной теории вещества были объединены идеи об осцилляторах и электромагнитная теория света [9–11].

Исследования оптических явлений продолжались и в дальнейшем. А.Г.Столетов в 1888–1890 гг. обнаружил фотоэффект [12], который впоследствии был объяснен Эйнштейном на основе фотонных представлений. П.Н.Лебедев в 1899 г. открыл давление света [13]. Развитие оптики в ХХ столетии тесно связано с квантовой механикой и квантовой электродинамикой [14–17]. И хотя физическая сущность оптических явлений так и не получила удовлетворительного объяснения, было решено, что объяснение оптических явлений уже не нуждается в гипотезе существования эфира, что достаточно математических законов, описывающих эти явления. В настоящее время оптику принято подразделять на геометрическую, физическую и физиологическую.

Геометрическая оптика оставляет в стороне вопрос о природе света, исходит из эмпирических законов его распространения и использует представления о световых лучах, преломляющихся и отражающихся на границах сред с разными оптическими свойствами и прямолинейных в оптически однородных средах. Ее задача – математически исследовать ход световых лучей в среде с известной зависимостью показателя преломления среды от координат либо, напротив, найти оптические свойства и форму прозрачных и отражающих сред, при которых лучи проходят по заданному пути.

Физическая оптика рассматривает проблемы, связанные с природой света и световых явлений. Она утверждает, что свет есть поперечные электромагнитные волны, хотя природа этих волн ею не рассматривается. Ее разделом является волновая оптика, математическим основанием которой являются общие уравнения классической электродинамики – уравнения Максвелла. Свойства среды при этом характеризуются макроскопическими материальными константами – диэлектрической и магнитной проницаемостями, которые и определяют показатель преломления среды n = √εμ. Фактически это та же геометрическая оптика.

Физиологическая оптика, смыкающаяся с биофизикой и психологией, исследует зрительный анализатор от глаза до коры головного мозга и механизмы зрения.

Оптические спектральные исследования позволили во многом разобраться со строением вещества. Созданы многочисленные оптические приборы для самых различных целей, начиная от исследований микроскопических организмов и строения вещества до исследования Вселенной. Таким образом, достижения оптики как науки огромны. И при всем этом сущность оптических явлений и самого элементарного носителя света – фотона по-прежнему остается неизвестной…

Несмотря на то что оптика имеет давнюю историю, а попытки применения математического аппарата электродинамики начались сразу же после опубликования Максвеллом своих знаменитых уравнений, достаточно быстро обнаружилось и некоторое несоответствие распространения фотона законам Максвелла. Дело в том, что затухание света в полупроводящей среде (морской воде) оказалось полностью не соответствующим закону затухания плоской электромагнитной волны в такой среде.

Как известно, плоская электромагнитная волна затухает в полупроводящей среде в соответствии с законом Максвелла как:

Н = Н_о еxp((-0,5μ_оμσω)^0,5 r)                                        (9.1)

Здесь Н_о – напряженность магнитного поля на поверхности раздела сред, например на поверхности морской воды; μ - относительная магнитная проницаемость среды; σ – проводимость среды; ω = 2πf, f - частота электромагнитной волны; r – расстояние от поверхности раздела сред.

Практика обнаруживает полное подтверждение указанной формулы затуханию плоской радиоволны в морской среде и полное расхождение ее с затуханием света в прозрачной морской воде. При проводимости морской воды 1 Ом^–1· м^–1 на частоте 1 МГц практически полное затухание электромагнитной волны происходит на глубине в 3м. Учитывая, что

r₁/r₂ = (f₂/f₁)^0,5                                                   (9.2)

и что для зеленого света длина волны составляет 5,6·10–7 м, что соответствует частоте 5·1014 Гц, получаем для расчетной по Максвеллу глубину проникновения света в морскую воду как:

r₂ = r₁ (10⁶/10¹⁴) ^0,5 = 10^–4,

и таким образом, свет должен бы проникать на глубину не более чем 3·10^–4 м = 0,3мм. Вместо этого свет проникает на глубину порядка 150 м. Таким образом, расхождение теории с практикой здесь составляет 500 тыс. раз! Теория объясняет это тем, что морская вода на таких частотах теряет свою проводимость, причины чего не объясняются. На самом деле это элементарно объясняется тем, что структура фотона ни в коей мере не соответствует структуре плоской радиоволны и в указанных расчетах полностью исключены два важнейших момента – пропорциональность энергии фотона общему числу вихрей, образующих фотон, и внутренняя энергия каждого вихря фотона.

 

1. Свет не является электромагнитной волной, отождествление его с электромагнитной волной в связи с равенством скоростей их распространения не может служить доказательством их тождества. Подтверждением этого является полное расхождение законов затухания света и электромагнитной волны в полупроводящей среде – в морской воде, где свет проникает на глубину на 5–6 порядков большую, чем электромагнитная волна.

2. Структуру фотона можно представить в виде двухрядной цепочки линейных винтовых вихрей эфира, в которой вихри одного ряда вращаются в одну сторону, вихри второго ряда – в противоположную. Каждый вихрь сжат в центральной своей части. Такая структура естественным образом объясняет корпускулярно-волновой дуализм, т. е. корпускулярные и волновые свойства света, объясняет поляризацию, спин, постоянство скорости относительно эфира в данной точке пространства и другие свойства света.

3. Все оптические явления можно интерпретировать с позиций эфиродинамики. Для основных оптических явлений – отражения и преломления света, интерференции, дифракции и аберрации – оказалось возможным построить соответствующие эфиродинамические модели, при этом существенно уточнены представления о сути оптических явлений, предсказано изменение знака спина фотона при каждом отражении от металлического зеркала, а также взаимодействие поляризованных лучей света.

4. Закон «красного смещения» спектров света Хаббла свидетельствует не о «разбегании Вселенной», а о потере энергии фотонами из-за вязкости эфира. Потеря энергии фотонами происходит по экспоненциальному закону с постоянной времени порядка 10 млрд лет.

5. Реликтовое излучение не является следствием «Большого взрыва», это последний этап существования фотонов, испущенных далекими звездами. На этом этапе фотоны утратили первоначальные структуру и направление распространения. Этим же обстоятельством можно объяснить границу видимой Вселенной: реальной границы у Вселенной нет, но, начиная с некоторого расстояния, фотоны не долетают до наблюдателя.

К оглавлению

 

Структура фотона

 

В процессе проведенных различными авторами исследований были выяснены основные свойства света и его элементарной составляющей – фотона. Свойства эти таковы:

1. Наименьший элемент света – фотон несет в себе энергию, которая согласно закону Планка пропорциональна частоте:

Е = hν,                                             (9.3)

где h = 6,62·10^–34 Дж·с – постоянная Планка; ν – частота.

2. Свет, излученный атомом, поляризован. Свет не поляризован в обычном луче (круговая поляризация), поскольку различные атомы излучают свет в различные моменты времени и отдельные порции света излучаются независимо друг от друга.

3. Фотон как частица не имеет электрического заряда.

4. Фотон может обладать одним из двух значений спина: либо + 1, либо – 1.

5. Свет обладает давлением, следовательно, фотоны обладают массой.

6. Фотоны локализованы в пространстве, распространяются в вакууме прямолинейно и обладают постоянной скоростью, что делает их подобными потоку частиц.

7. Свет обладает свойствами интерференции и дифракции, что позволило считать фотоны волнами.

8. Параллельно ориентированные фотоны интерферируют, а взаимно перпендикулярно поляризованные фотоны не интерферируют.

 

Все указанные выше свойства света легко объясняются на эфиродинамической вихревой основе. Образование фотона можно представить как результат колебаний в эфире возбужденной электронной оболочки атома. Электронная оболочка атома представляет собой присоединенный вихрь эфира, достаточно упругий. Если по ней нанесен удар, то на ней возникают горбы и впадины, которые совершают колебания вокруг центра атома. Совершая колебания, возбужденная винтовая вихревая оболочка в прилегающих к ее поверхности слоях эфира возбуждает винтовые струи, причем направление тока эфира в струе совпадает с направлением тока эфира в поверхностных слоях оболочки. Это легко объяснимо, поскольку давление эфира на набегающей стороне оболочки больше, чем в невозмущенной среде. Винтовая струя эфира создает в окружающем эфире смещение в продольном относительно струи направлении. Такая струя соответствует элементарному винтовому дуплету в гидромеханике. Как и в каждом газе, дуплет создает вихревое течение среды. Однако поскольку струя эфира имеет винтовой характер, то и созданный элементарный вихрь также будет иметь винтовую структуру.

При возвратном движении горба оболочки противоположная сторона ее станет набегающей, в результате чего на второй стороне будет создана вторая струйка газа, которая образует второй вихрь, также имеющий винтовую структуру. Оба вихря создаются поочередно, причем движение горба оболочки отталкивает поочередно оба вихря в направлении их будущего движения, задавая начальный импульс образующемуся фотону (рис. 9). Движение фотона направлено в сторону движения эфира на прилегающих поверхностях его вихрей, т.е. так же, как это бывает и у обычных кольцевых вихрей. Поскольку размеры атома составляют, примерно, 10^–10 м, то и размер дуплета должен быть того же порядка. Замыкание же образованного вихря может происходить в существенно большей области, которая ограничена лишь появлением последующего вихря. Таким образом, размеры вихрей в фотоне ограничиваются частотой колебаний создавшего их осциллятора – возбужденной электронной оболочки.

Фотон в виде вихревой винтовой структуры, составленной из линейных расходящихся вихрей эфира, расположенных относительно друг друга в шахматном порядке показан на рис. 9.2. Такое образование имеет в гидромеханике аналог, так называемую вихревую дорожку Кармана (рис. 9.3) [19–21]. В данной структуре вихри одного ряда вращаются в одном направлении, вихри второго ряда – в противоположном (на картинке ошибка). Длиной волны фотона является расстояние между центрами вихрей одного ряда. Поскольку каждый вихрь фотона имеет массу, легко видеть, что фотон является и частицей, и волной одновременно.

Замыкание винтовых вихревых потоков в торцах вихрей приведет к тому, что вихревое движение не будет распространяться за пределы узкой зоны пространства, прилегающего к фотону. Никакого кольцевого движения в окружающем эфире фотон не создает и, следовательно, будет восприниматься как электрически нейтральная частица. Так же как и обычное вихревое кольцо, система линейных вихрей будет перемещаться прямолинейно, поскольку в ней сумма циркуляций кольцевых скоростей всех линейных вихрей равна нулю, или, иначе, суммы циркуляций обоих рядов линейных вихрей равны и противоположны друг другу.

Поскольку направлений осевого потока в каждом вихре в принципе может быть два (левовинтовое движение эфира и правовинтовое), то соответственно и спин может принимать два значения.

 

 

Картинка дорожки Кармана из рукописи 1980 года (рис. 7.2) – она правильная, картинка 9.3а – более поздняя – неправильная.

 

 

 

а) б)

Дорожка Кармана: а) за кормой корабля; б) в воздухе

 

 

Фотон, полученный в результате излучения атома должен представлять собой вихревое образование приблизительно квадратного сечения со стороной квадрата, равной примерно 2λ и длиной порядка 10⁶ λ, т.е. длинную тонкую нить. При длине волны 0,5мкм (зеленый цвет) элементарный фотон будет иметь размеры 1мкм х1мкм х0,5 м. Однако длина фотона при одной и той же длине волны может быть самой различной. С помощью ячеек Керра фотон можно порубить на части любой длины.

Фотон имеет конечную длину, поскольку образование каждого вихря возможно лишь при определенном значении колебания возбужденной оболочки, и начиная с некоторого минимального значения амплитуды колебания осциллятора, вихрь в среде более не образуется. Этот же процесс можно рассматривать и как отрыв части массы оболочки возбужденного атома при каждом полупериоде его колебания.

Известно, что расстояние между атомами твердого тела равно 10^–10м, в то время как ширина и толщина фотона составляют порядка 10⁶ м. Следовательно, на площади сечения одного фотона укладывается 10⁸ атомов. Это означает, что в создании каждого фотона принимает участие не один, а много атомов, отдавая ему свою энергию. Сопротивление излучения для каждого атома при этом снизится, они войдут в синхронизм, а время излучения увеличится пропорционально числу атомов, участвующих в создании фотона. Таким образом, длина фотона не является величиной постоянной.

Происходят взаимная синхронизация и синфазирование колебаний возбужденных оболочек различных атомов. При этом однонаправленные вихри фотонов, созданных в соседних областях излучателя, будут подтягиваться друг к другу, создавая общие потоки.

Увеличение числа атомов, принимающих участие в создании фотона, приводит не только к увеличению длины фотона, но также и к увеличению его поперечных размеров при сохранении длины волны и к повышению плотности эфира в теле фотона, так как давление в струе, образованной несколькими дуплетами, будет повышено по сравнению с давлением в струе, образованной одним дуплетом, а кроме того, при фиксированной частоте увеличение интенсивности струй приведет к перестройке структуры каждого вихря, как это происходит в газовых вихрях, – начнут уплотняться стенки, общая масса и плотность газа начнут увеличиваться.

Реальные источники когерентного света никогда не бывают точечными, их площадь занимает, как минимум, несколько квадратных миллиметров. Между тем, свет от такого источника, будучи расщеплен на два луча, а затем собран на общем экране, способен создать интерференционную картину. Это означает, что фотоны в обоих лучах не только имеют одну и ту же частоту, но и единую фазу, ибо иначе никакой интерференционной картины не получилось бы. На рис. 9.4 показано, что фотоны одинаковой частоты способны создавать единую систему, в которой все они будут синфазны. Это же означает и то, что в каждый момент времени все атомы площадного источника когерентного света также синхронизируются друг с другом.

 

Энергия вихревой системы тем больше, чем меньше расстояние между вихрями. Поскольку расстояние между вихрями находится в строгой пропорциональности с расстоянием между вихрями, находящимися в одном ряду, т.е. с длиной волны фотона λ, то.

Е ~ 1/ λ ~ ν,                                                          (9.7)

где ν – частота колебаний фотона, что находится в полном соответствии с законом Планка, который фактически соответствует выражению для энергии системы взаимодействующих вихрей.

В законе Планка и в уравнениях Максвелла полностью не учтена внутренняя энергетика фотона, состоящая из трех компонент:

- энергетики каждого вихря;

- энергетики всей совокупности вихрей, образующих фотон;

- энергетики связей.

Внутренняя энергия вращения эфирных струй в составе каждого эфирного вихря в фотонной структуре и определяет его интенсивность и его форму. Чем большую энергию несет в себе эфирный вихрь, тем больше линейная скорость струй эфира, его образующих, тем больше их угловая скорость и при одной и той же массе вихря, тем меньше его диаметр. Последнее обстоятельство непосредственно следует из положений газовой динамики.

Поскольку размеры торцов вихрей определяются расстоянием между их осями и зависят, следовательно, только от частоты создания вихрей, то накопление энергии должно происходить в центральной части каждого вихря за счет уменьшения диаметра этой центральной части: чем больше при одной и той же частоте энергии закачано в каждый вихрь, тем меньше должен быть диаметр его центральной части (керна). Поэтому каждый эфирный вихрь фотона в середине имеет утонченную и уплотненную часть, в которой и накоплена его основная энергия. Эта же часть и содержит в себе основную массу вихря.

Здесь следует различать энергию короткого фотона, состоящего из малого числа вихрей (минимальное их число – три), и энергию длинных фотонов, состоящих из миллионов вихрей. При всей одинаковости их внешних свойств – частоты и планковской энергии – проникающая способность у них будет существенно разная; короткие фотоны будут затухать в полупроводящей среде значительно быстрее, чем длинные. Таким образом, внутренняя энергия фотона Е_ф как цельной вихревой структуры складывается из трех компонентов:

- планковской энергии, учитывающей только частотные свойства фотона;

- внутренней энергии каждого вихря;

- энергии всей совокупности вихрей, пропорциональной числу вихрей в структуре фотона.

Эта энергия может быть описана как

Е_ф = h’nЕ_вν,                                                         (9.8)

где h’- коэффициент пропорциональности, некоторый аналог постоянной Планка; n –количество вихрей (колебаний), образующих тело фотона; Е_в – энергия каждого вихря; ν – частота фотона.

Из указанных двух обстоятельств – энергии всего тела фотона, т.е. энергии всей системы его вихрей и накопления энергии в центральной части каждого вихря – вытекает весьма важное следствие: фотонная структура не подчиняется закону Максвелла о затухании в полупроводящей среде.

Для фотона, так же как и для любого материального образования

Е = Е_е + Е_i,                                                           (9.9)

где Е_е - внешняя энергия (относительно других систем); Е_i - внутренняя энергия. Внешняя энергия для фотона, перемещающегося поступательно в пространстве, как и для всякого перемещающегося тела, равна

Е_е = mc²/2.                                                            (9.10)

Внутренняя энергия фотона есть энергия винтового вращения потоков эфира. Исходя из принципа распределения энергии Максвелла, можно полагать, что энергия винтового вращения равна энергии перемещения, т.е.

Е_е = Еi                                                                  (9.11)

Следовательно, общую энергию фотона можно было бы положить, как это и принято, равной

Е_ф = mc²                                                               (9.12)

Данное выражение в виде

dЕ_ф = c²dm                                                          (9.13)

получено Хевисайдом в 1912 г. [24] на основе рассмотрения уравнений Максвелла и с учетом предположений о наличии в природе эфира.

Равенство энергий магнитного и электрического полей в фотоне заставляет считать, что для каждого такого поля энергия вращения и энергия перемещения сопровождающих потоков эфира – тороидального и кольцевого – также равны друг другу и для обоих полей одинаковы между собой.

К оглавлению

 

Отражение света

 

При отражении фотона от границы двух сред часть эфира каждой элементарной струйки фотона отражается, часть преломляется и попадает во вторую среду. Если второй средой является металл, то его поверхность покрыта так называемой «поверхностью Ферми» – оболочкой из электронов, ориентированных попарно антипараллельно и занимающих всю площадь поверхности.

С точки же зрения эфиродинамики, электрон представляет собой винтовой тороид, а кольцевое движение эфира его поверхности воспринимается как электрический заряд. Но на поверхности металла все электроны, попавшие в наружный слой, устанавливаются относительно своих соседей антипараллельно, поэтому эфирный потоки замыкаются друг на друга и далеко не распространяются. Поэтому поверхность Ферми в целом заряда как бы вообще не имеет.

 

Структура «поверхности Ферми»

 

Фотон, имеющий поперечное в 10^–12 м² налетает на электроны, расположенные на поверхности Ферми на расстоянии друг от друга порядка 10^–9 м. Это значит, что он встретится не менее чем с миллионом, а может быть, и большим числом электронов, масса каждого из которых близка к массе одного фотонного вихорька. О каком переизлучении может идти речь в этом случае? Ни о каком! Здесь может иметь место только отражение фотона в результате удара и отскакивания от стены. Поэтому все рассуждения о том, что свет переизлучается атомами металла зеркала, не имеют под собой никакого смысла [Лекция 10, за 2000-2001гг.].

Часть потоков эфира, которая прошла в металл и не вышла на поверхность, будет рассеяна в металле, и ее энергия уйдет на повышение температуры металла. Но здесь нужно обратить внимание на некоторые особенности ударного отражения фотона. Дело в том, что в отличие от просто упругого тела, которое сохраняет свою форму после удара, вихрь эфира, ударившись о преграду, выворачивается на изнанку, а ряды вихрей в теле фотона меняются местами, в результате чего знак спина фотона изменяется на противоположный. Если падающий фотон имел знак спина +1, то отраженный будет иметь спин –1, и наоборот. Это значит, что после каждого отражения от металлического зеркала знак спина должен поменяться на противоположный. Интересно, нельзя ли как-нибудь проверить такое эфиродинамическое предсказание? В лазерных гироскопах треугольники оказались менее стабильными, чем четырехугольники, так что некоторое косвенное подтверждение уже имеется.

Вот тут есть 2 толкования отражения: 1) отражение как отскок, и отражение вихревого кольца (об этом ниже). Надо читать про взаимодействие вихрей, чтобы разобраться...

Отражение элементарной струи эфира от поверхности металла происходит по законам простого механического удара, при этом автоматически получается, что угол падения и угол отражения элементарных струй будут равны друг другу. Таким же образом можно рассмотреть и отражение от поверхности металла всего фотона. При ударе о преграду (зеркало) с преградой в каждый момент времени реагирует лишь один вихрь, так как возбуждение фотона перемещается со скоростью света в теле фотона, но и сам фотон перемещается с той же скоростью. Если элементарный вихрь, имеющий относительно поверхности отражения нормальную и тангенциальную составляющие скорости, коснется поверхности отражения и будет продолжать свое движение, то каждая его элементарная струя, имеющая в вихре форму окружности, отражаясь по закону упругого удара, сохранит форму окружности, но течение в ней будет после удара направлено в сторону противоположную направлению до удара (рис. 9.6). В результате этого в отраженном вихре циркуляция скорости вихря (магнитная напряженность) будет иметь противоположный знак по сравнению со знаком циркуляции скорости в падающем вихре. Поскольку же вихри первого и второго рядов поменяются местами относительно направления движения, то знак циркуляции относительно этого направления сохранится.

 

К оглавлению

 

Преломление света

 

Попадая на поверхность раздела сред, свет частично отражается, частично преломляется. В основе этого явления лежит отражение и преломление элементарной струйки газа (рис. 9.8), проходящей из среды одной плотности эфира в среду другой плотности. Разность плотностей при сохранении равенства давлений на границе двух сред может быть вызвана, например, разницей температур эфира в этих средах, что, в свою очередь, является следствием разницы вихревых структур этих сред.

 

Если предположить, что в каждой среде в среднем плотность эфира постоянна и учитывая, что полная энергия каждой струйки газа при переходе границы сред сохраняется, то на основании уравнения Бернулли для каждой среды будут справедливы следующие соотношения:

v₁² + P/ρ₁= v₂² + P/ρ₂ = C,                                                (9.45)

откуда

ρ₁/ ρ₂ = v₂²/ v₁².                                                     (9.46)

 

Учитывая, что отношение скоростей распространения электромагнитной волны в вакууме и в среде есть показатель преломления и что относительная магнитная проницаемость для всех прозрачных сред практически равна 1, получаем

ρ_ср/ ρ_вак = v_вак²/ v_ср² = n² = με = ε,                                                (9.47)

где n – показатель преломления среды; μ – относительная магнитная проницаемость; ε – относительная диэлектрическая проницаемость. Следовательно, диэлектрическая проницаемость среды есть отношение плотности потока эфира в среде к плотности эфира в том же потоке в вакууме.

При достижении одним краем фотона границы двух сред в силу большей плотности эфира в оптически более плотной среде скорость уменьшится в n₂/n₁ раз, в то время как другой край фотона продолжает двигаться со скоростью v₁ (рис. 9.9).

 

Следовательно, когда второй край фотона коснется поверхности оптически более плотной среды, пройдет время to, в течение которого первый край во второй среде пройдет расстояние v2to = OE. Для второго края v1to = В’В1. Далее

В’В₁ / ОВ₁= sin i = v₁t_o / ОВ₁;     OE / ОВ₁. = sin r = v₂t_o / ОВ₁      (9.48)

или

sin i / sin r = v₁ / v₂ = n₁ / n₂                                  (9.49)

Отсюда следует, что

λ₂ = λ₁ n₁ / n₂                                                       (9.50)

и диаметры вихрей в среде с большей плотностью соответственно меньше диаметров вихрей в среде с большей плотностью эфира.

К оглавлению

 

Интерференция света

 

Итерференция – одно из основных явлений, подтверждающих, как считается, волновую природу света [15, с. 242–340]. Однако несложно показать, что сходство интерференции света с интерференцией волн поверхностное, не раскрывающее сущности явления.

Прежде всего, следует отметить, что сложение колебаний вовсе не является прерогативой только волн. Точно так же, как поперечные относительно направления движения волны, ведут себя и вихревые структуры: их интенсивности могут суммироваться при одинаковых размерах и направлении движения и не взаимодействовать между собой при разных направлениях движения или разных размерах.

Поскольку плотность эфира в фотоне составляет малую долю от плотности среды, а средняя длина пробега на много порядков превосходит размеры амеров, то фотоны оказываются способными проникать сквозь друг друга без заметного взаимодействия. Керны же, имеющие высокую плотность, но малые размеры, будут просто огибать друг друга. В то же время на препятствии, которым является любой экран, должно возникать смешение струй и соответствующее усиление или уменьшение их интенсивности.

Без синфазности фотонов, исходящих из разных точек излучателя света, явление интерференции было бы невозможно, поскольку фотоны в интерферирующих лучах были бы никак не связаны между собой по фазе, даже если бы частоты у них были одинаковы. Фазы отдельных фотонов имели бы хаотический сдвиг относительно друг друга, и никакая интерференция была бы невозможна. Интерференция света – реальное явление, а это означает, что излучающие атомы непременно должны синхронизироваться и синфазироваться между собой. Однако волновая теория этого объяснить не в состоянии.

Принципиальный механизм взаимной синхронизации и синфазирования излучающих атомов был изложен выше. Такой механизм, невозможный в волновой модели, позволяет обеспечить синхронное и синфазное излучение всех излучаемых в один и тот же момент фотонов.

В результате этого на всей площади излучателя, которая многократно превышает площадь сечения отдельного фотона, в каждый момент времени устанавливается единая фаза излучения. После расщепления лучи в интерферометре сохраняют стабильную фазу излучения относительно друг друга, что и позволяет после сложения этих лучей получить интерференционную картину. Поскольку фаза излучения может со временем меняться, то в случае, если длины интерферирующих лучей существенно различны, четкость интерференционной картины нарушается. Отсюда практическая рекомендация: при разработке интерферометров целесообразно стремиться к равенству длин обоих интерферирующих лучей.