Единой теории электромагнитного излучения

 

Для перехода к единой теории света нужно сделать всего одно предположение – фотон сам обладает волновыми свойствами. Уже давно есть математический подход, позволяющий описать волновой процесс внутри единого кванта. Для этого нужно вывести вектор Умова – Пойнтинга для естественной единицы излучения – фотона. Сейчас этот вектор вычисляется для искусственной единицы площади в искусственную единицу времени.

Прежде, чем перейти к внутренней структуре фотона, попробуем выяснить, что такое свет: волна или квант, или квант с волновыми свойствами.

В волновой теории света предполагается, что система уравнений, описывающей свойства электромагнитной волны (3), полностью описывает свойства волны света.

Согласно уравнениям (3), вектора и в волне света изменяются синхронно, в одной фазе. Описать этими уравнениями квант света нельзя. Независимый колебательный процесс в таком кванте электромагнитного излучения невозможен (рис 2), поэтому в официальной физике существует две теории света: корпускулярная и волновая.

 

Рис. 2. Вектора и в бегущей электромагнитной волне изменяются в одной фазе.

 

Проблема объединения волновой и квантовой теории света решается просто – нужно или вообще отказаться от уравнений Максвелла (3), или ввести третий физический вектор, изменяющийся в противофазе по отношению к электрическому и магнитному векторам. Математическое описание это сильно не усложняет, но даёт возможность для независимого физического существования фотона, обладающего волновыми свойствами.

В электромагнитной теории есть такой вектор. Это импульс электромагнитного поля . Если воспользоваться принципом эквивалентности Эйнштейна, можно импульс электромагнитного поля преобразовать в гравитационный импульс .

«Аналогия между силами тяготения и силами инерции лежит в основе принципа эквивалентности гравитационных сил и сил инерции (принципа эквивалентности Эйнштейна): все физические явления в поле сил тяготения происходят совершенно так же, как и в соответствующем поле сил инерции, если напряжённости обоих полей в соответствующих точках пространства совпадают, а прочие начальные условия для рассматриваемых тел одинаковы. Этот принцип является основой общей теории относительности».[3]

Из принципа эквивалентности Эйнштейна следует равенство инерционной и гравитационной масс:

 

, (4)

 

В настоящее время это равенство доказано экспериментально с большой точностью. Из (4) следует равенство инерционного импульса и гравитационного импульса:

 

, (5)

 

Инерционный импульс равен элементарному вектору Умова – Пойнтинга, гравитационный импульс кванта также ему равен.

 

, (6)

 

где - вектор Умова – Пойнтинга каждого кванта электромагнитного излучения,

- гравитационная масса кванта, - скорость света.

В соответствии с (4), гравитационный импульс кванта можно преобразовать в гравитационную составляющую кванта:

 

, (7)

 

 

Гравитационная составляющая кванта физически эквивалентна гравитационной массе кванта.

В единой теории электромагнитного излучения целесообразно ввести гравитационнуюпроницаемость среды , в которой распространяется электромагнитное излучение. От величины гравитационной проницаемости зависит скорость света.

, (8)

 

Система уравнений единой теории электромагнитного излучения состоит из трёх уравнений. Для этого к системе уравнений (9) добавляется уравнение (10), описывающее гравитационную составляющую кванта . Это уравнение было впервые предложено в [12], [13] и [14].

где e и m - диэлектрическая и магнитная проницаемости среды,

- гравитационная проницаемость среды,

- постоянная Планка, - скорость света.

Уравнение (10) даёт возможность существовать кванту с независимым внутренним колебательным процессом вследствие сдвига электромагнитной и гравитационной составляющей кванта на . Осцилляция в противофазе электромагнитной и гравитационной составляющей фотона даёт совершенно новые теоретические перспективы.