О векторном потенциале замолвим слово

л = (?h /me²)n (34)

Если левую и правую части полученного выражения умножить на n, а на 2р разделить и умножить числитель и знаменатель в скобках, то и получим (26). И тогда

лn = 2р R _n (35)

Сравнив с (33), уточняем, что k = n. А это значит, что на нижней орбите (n = 1) укладывается лишь одна волна де Бройля. Мы тем самым уточнили требование, наложенное де Бройлем: он требовал, чтобы оно было целочисленным. Мы добились большего. Отсюда следует также, что при n = 1

лA = 2рRA = с? /e(36)

И выходит, что циркуляция векторного потенциала по нижней орбите и по единственной на ней уложившейся волне де Бройля совпадают. С чего бы это? Будем разбираться.

Напомним, что (34), (35) и (36) получены нами из (29). Это значит, что мы по сути дела описали волну де Бройля, оседлавшую свободно движущийся электрон, но с заданной скоростью. У нее, у этой ВДБ, есть и один квант магнитного потока: помните (*). Пришло время признать, что этот квант магнитного потока имеет форму тороида, замкнутого на самого себя. ВДБ, сопровождающая свободно движущийся электрон, это тороид, жестко очерченный, как и электрон. Нет этому альтернативы [5]. Именно тороидальность кванта магнитного потока обеспечивает совпадение (36) при одинаковой скорости электрона свободного и орбитального.

Вся его поверхность -- это сетка из множества циркуляций векторного потенциала (23), и все эти циркуляции мы уже называли поверхностными потому, что они охватывают и стягивают квант магнитного потока без зазоров. Поэтому они образуют своеобразную оболочку этого кванта магнитного потока.

А то, что они оказались равными по величине (23) и (36), позволяет нам сделать следующие выводы.

1) Из (35) следует, что при n = 1 длина ВДБ у свободного электрона, движущегося с той же скоростью, что и электрон на нижней орбите, одинакова с длиной этой орбиты;

2) у них одинаковы и циркуляции ВП (36);

3) у них при этом одинаковы и по форме и по величине кванты магнитного потока;

4) тороидальный квант магнитного потока на свободном электроне «сидит», а что он делает на орбитальном электроне? Он тоже «сидит» на этом электроне, вращаясь заодно с ним вокруг ядра;

5) но электрон (если он со своей ВДБ) всегда находится в дырке бублика-тороида (ВДБ). Следовательно, и сама дырка (разумеется, с электроном) тороидального кванта магнитного потока вращается по орбите электрона. Вот что означает совпадение циркуляции по орбите электрона в атоме и поверхностной циркуляция ВДБ свободного электрона (36);

6) ВДБ орбитального электрона вращается в той плоскости поверхностной циркуляции ВП, которая содержит ядро атома;

7) поскольку электрон движется всегда в сопровождении его ВДБ, то они образуют нечто целое и независимое. Поэтому и будучи захваченным ядром атома и став составной его частью, независимость электрона и его ВДБ не утрачивается, а продолжает оставаться таковой же. Это, в частности, значит, что магнитное поле атома обусловлено уже ранее образовавшимся на электроне квантом магнитного потока, т.е. до их захвата ядром. И этот квант магнитного потока сохраняет независимость и при воздействии на него внешнего магнитного поля. В силу чего невелик и эффект Зеемана. А хотелось ведь большего: чтобы внешнее магнитное поле выстраивало атомы, как солдат, «лицом» в одном направлении, потому что до сих пор считается, что магнитный момент атома обусловлен орбитальным движением электрона. Но нет этого;

8) независимость электрона со своей ВДБ от ядра освобождает его от обязанности излучать что-либо, пока они пребывают в состоянии «сами по себе», т.е. пока атом находится в стационарном (невозбужденном) состоянии и потому он не падает на ядро: ведь электрон не излучает и при свободном движении с равномерной скоростью;

9) электрон со своей ВДБ освобожден от обязанности излучать сплошной спектр потому, что он вращается по орбите с равномерной скоростью, так как центростремительное ускорение ( = стягивающие силы) не влияет на его скорость и на длину л = ? /mv ВДБ. Длина волны здесь постоянна, так как скорость электрона постоянна, а она обусловлена кулоновскими силами: (mv²/R = e²/R²).

Приходится лишь удивляться, почему это (пп. 8 и 9) не было учтено раньше. А именно из-за этого физики продолжают «пинать» теорию Бора до сих пор.

7.Фотон

Фотон повторяет все свойства волны де Бройля, так как он и продолжает оставаться ею после того, как она, ВДБ, оказалась покинутой электроном, ее родителем и носителем. Таким образом, фотон -- тоже «бублик»-тороид, и тоже с «дыркой», но без электрона в ней. Фотон-«бублик» тоже содержит один квант магнитного потока и тоже охвачен сеткой из множества поверхностных циркуляций векторного потенциала. Раньше об этом и не подозревали. А это превращает и атом водорода и фотон в эталоны: 1 / 137 это б = e²/chn = v_n=1 / c. Еще один пример. Пусть фотон возник в результате торможения электрона (столкновение с препятствием), а обладал он до этого энергией E = ?н = eV. Учитывая, что н = с / л, получаем снова один квант магнитного потока

лV = c? / e

Итак, фотон всегда обладает одним тороидальным по форме квантом магнитного потока, а длина поверхностной циркуляции ВП в любом поперечном сечении этого кванта является длиной волны фотона. И потому в любом поперечном сечении этого тороида, а это равносильно «в плоскости любой поверхностной циркуляции ВП», магнитное поле перпендикулярно вектору скорости электрона. А сама плоскость (любой) поверхностной циркуляции ВП всегда перпендикулярна магнитному полю тороида: и потому E + H, так как E || A || v.

Так в новом свете cледует представлять поперечность световых колебаний. Это значит, что новое понятие о фотонах не только не вступает в противоречие с электромагнитной теорией Максвелла о поперечности электромагнитных колебаний, а лишний раз подтверждает ее. И не противоречит экспериментально добытому знанию о свойстве фотонов подвергаться поляризации. В качестве примера сошлемся на поляризацию в результате отражения фотона от поверхности зеркала (угол Брюстера). В этом случае плоскость поляризациии определяется плоскостью той поверхностной циркуляции ВП, которой фотон коснулся зеркала.

Что касается случаев поляризации света при прохождении им через кристаллы и сильное магнитное поле, то и новое представление о фотоне в вопрос о физическом механизме его поляризации пока, к сожалению, не внесло ясности, как, собственно, и до этого ее не было

Сложность ситуации состоит и в том, что при прохождении оптического света через кристалл, последний выступает в виде жесткой кристаллической решетки, щели которой в сотни и тысячи раз меньше диаметра фотона.

Если шаровая молния действительно является системой волн де Бройля [14], то вполне возможно, что ее способность превращаться в «блин» при проникновении сквозь щель по аналогии объясняет и механизм поляризации фотонов при прохождении сквозь кристалл.

Достижением нового представления о фотоне является то, что теперь длина его волны определяется как длина окружности поверхностной циркуляции ВП в полном согласии с полученными соотношениями (*), (20), (23) и (30). Они все обусловлены наличием одного кванта магнитного потока, который охвачен и стянут как обручами этими циркуляциями. Это в равной степени относится и к фотонам и к ВДБ.

А в общем новые представления о фотонах и ВДБ разрешили проблему корпускулярно-волнового дуализма самым радикальным образом. Если в ФЭ т.2 с 276 утверждается, что “… наблюдение волновых явлений несовместимо с представлением о движении частицы по определенной классич. траектории”, то мы избежали этого. В самом деле, если в течение ХХ века постоянно говорили, что и электрон и фотон ведут себя в одних условиях как корпускулы, а в других - как волны, то теперь отпала необходимость ссылаться на эти условия в наших представлениях об их настоящей природе. Она выглядит двойственной только в наших интерпретациях этих проявлений, на самом же деле она всегда едина и не разделима. Данин [21 с 243], разбирая ситуацию, связанную с непременным (и по сей день, видимо) вопросом: если в атоме нет траекторий, то «Как же у тебя движется электрон?», писал следующее. «Нет вопроса, который звучал бы естественней. А между тем нельзя дать на него никакого точного ответа». И несколько ниже объяснил, почему: «…как это ни удивительно, но именно точный ответ на назойливый и естественный наш вопрос сделал бы физику на голову ниже!». Автору нашей гипотезы и теории кажется напротив, мы нашли точный ответ, и это сделало физику на голову выше.

Один квант магнитного потока всегда охвачен сеткой из множества поверхностных циркуляций векторного потенциала. Нераздельны они. Фотон -- это единый волновой тороидальной формы и электромагнитной природы объект. И вот какую роль в фотоне играет векторный потенциал. В (*) и (23) показано, что лA = ?c/e. Но c/л = н, и потому

eA = ?н.

[A] = [?] [н] / [e]

8.Об эффекте Джозефсона

Теперь покажем, как «ведут себя» и квантовый поток магнитного поля и циркуляция ВП в эффекте Джозефсона в случае постоянного тока. В книге В. Буккеля [13], на стр. 94, помещена интереснейшая картинка (фиг. 89). Она получена экспериментально. (Мы воспроизвели фиг. 89). Объяснена она с позиций теории куперовских пар. А вот как иначе можно объяснить те же особенности максимального «постоянного» тока в эффекте Джозефсона.

Исследовалось туннелирование сверхпроводящих электронов через препятствие в виде окисной пленки толщиной 10-20 Ангстрем. Она как изолятор разделяла два сверхпроводника с током. Параллельно окисному слою было включено магнитное поле. Самым интересным здесь является то, что по мере роста магнитного поля туннелирующий ток периодически то нарастает, то спадает вплоть до нуля. Нулевые точки достигаются тогда, когда магнитное поле образует целое число квантов магнитного потока (1, 2, 3,…). И кроме того, максимумы в периодах вначале резко, а затем спадают тоже, но все медленнее.

Естественно, возникают и вопросы. Почему, например, туннелирование сначала нарастает, затем в той же степени понижается до нуля?

Ответ нам видится вот каким. Начнем, однако, с фазы падения тока. С ростом магнитного поля под действием силы Лоренца траектории все большего и большего числа электронов все круче и круче искривляются. Вследствие этого все большему и большему числу из них добраться до противоположного электрода, т.е. завершить туннелирование не удается. И наконец, когда магнитный поток в зазоре достигнет величины одного, двух и т.д. квантов, то образуется и замыкается поверхностная циркуляция векторного потенциала такого потока. А она, как было показано выше, обладает стягивающим свойством в силу чего движение захваченных электронов превращается в циклотронное. В результате этого образуются беспроволочные соленоиды, линейные электромагнитные вихри с закрученными в них электронами. В результате все попавшие в вихри электроны выбывают из процесса туннелирования. Приборам остается одно: зафиксировать нули. В случае, если скорости электронов не вполне монохроматичны, то векторный потенциал, увлекая или увлекаясь, выполняет роль и корректора.

Но магнитное поле вновь наращивают. И тогда возможны три пути развития событий. Первый, при росте магнитного поля растет и число таких вихревых квантов. Второй, в каждом таком вихре число квантов может возрастать. Третий, сочетание обоих.

Теперь будет проще разобраться и с процессом, который происходит в пропущенной нами фазе, при первоначальном нарастании магнитного поля и первого максимума.

Здесь существенно то, что с достижением величины магнитного поля в один квант магнитного потока образуется беспроволочный соленоид. Как известно, вне соленоида магнитное поле равно нулю. Беспроволочный соленоид состоялся -- соленоиду электроны больше не нужны. Поэтому вновь туннелирующие электроны не только не захватываются, но больше того в силу увлечения им добавляется скорость, как в сверхпроводимости и в эффекте Аронова-Бома. Причем тем интенсивнее, чем сильнее растет магнитное поле. Но вместе с тем идут и процессы, особенно характерные для второй фазы. И все возвращается вновь, «на круги своя».

Что касается образования беспроволочных соленоидов, то аналогичное явление описано акад. В. Л. Гинзбургом совместно с Е. А. Андрюшиным в их пособии для школьников “Сверхпроводимость” ([16] с 42-49). Но там речь идет о вихрях Абрикосова, пронизывающих пластинку сверхпроводника второго рода под действием перпендикулярного к пластинке магнитного поля. Оболочка из поверхностных циркуляций ВП совпадает здесь с внутренней поверхностью вихря соленоида [16 рис. 9]. Следует, однако, учитывать, что, несмотря на аналогичность, эти явления отличаются друг от друга, в частности, и тем, что механизмы, приводящие к возникновению соленоидальных вихрей, существенно различны. Но и в вихрях Абрикосова векторный потенциал увлекает электроны, образуя внутреннюю стенку вихря.

Здесь о спине речь не шла. Не все понятно в этом вопросе. Например, почему опыты Штерна и Герлаха с атомами серебра приняты как свидетельства о наличии у электрона спина, а подобных же экспериментов с самими электронами не поставлено? Различие в их массах составляет несколько порядков, но именно поведение атомов в магнитном поле принято за доказательство этого свойства, которое приписали электрону. Но вот мы показали, что электронно-волновая связь между механическим движением электрона и его поверхностной циркуляцией векторного потенциала (а это равносильно отношению механического момента к магнитному моменту) характеризуется коэффициентом e/mc. Это гиромагнитное отношение в точности (а не в два раза меньше, как по теории) равно полученному из опытов, в частности, Эйнштейна и де-Гааза. И для этого нам не потребовалась никакая гипотеза о спине. И магнетону Бора соответствует. Почему же надо вводить еще и понятие «спин», если и без того v = (e/mc) A ?.

Использованная литература

магнитный векторный потенциал электродинамика

1. Фарадей М. Экспериментальные исследования по электричеству М 1959

2. Максвелл Джемс Клерк Избранные сочинения по теории электромагнитного поля М 1952

3. Афанасьев Г.Н. Старые и новые проблемы в теории эффекта Ааронова-Бома Физика элементарных частиц и атомных ядер, т 21 вып. 1 1990

4. Шпольский Э.В. Атомная физика М-Л 1944

5. Тамм И.Е. Основы теории электричества М 1957

6. Ландау Л.Д. и Лифшиц Е.М. Теория поля М 1962

7. Луи де Бройль. По тропам науки М 1962

8. Луи де Бройль Революция в физике (новая физика и кварты) М 1965

9. Мантуров В.В. Был ли шанс у де Бройля проникнуть в тайны электронной волны ? МАИСУ, Вестник № 12 С-Пб, дек. 1999

10. Мантуров В.В. Шаровая молния как система волн де Бройля М 2001

11. Мантуров В.В. Фотон. Каков он? (Фотон - это волна де Бройля, покинутая электроном) и ( 11а ) Масса фотона , Межакадемический информационный бюллетень МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ № 20 Юбилейный 300-летию Великого города Петра посвящается. С-Пб 2003

12. Дмитренко И.М. В мире сверхпроводимости Киев 1981

13. Буккель В. Сверхпроводимость «Мир» М 1975

14. Физический энциклопедический словарь тт 1 и 4 М 1960-65

15. Физическая энциклопедия т 1 М 1988 и т 2 М 1990

16. Гинзбург В.Л. , Андрюшин Е.А. Сверхпроводимость М 1990

17. Абрикосов А.А. Основы теории металлов М 1987

18. Терлецкий Я.П., Рыбаков Ю. П. Электродинамика М 1980

19. Фейнберг Е. Л. Об особой роли электромагнитных потенциалов в квантовой механике. УФН 1962 т.78 вып.1

20. Скаржинский В.Д. Эффект Ааронова-Бома: теоретические расчеты и интерпретация. Тр. ФИАН 1986 т.167 с.189

21. Данин Д. Неизбежность странного мира М 1961

22. Мороз О.П. Прекрасна ли истина? М 1989

23. Карцев Вл. Приключения великих уравнений «Знание» М 1970

24. Макс Борн Эйнштейновская теория относительности М 1964

25. Кудрявцев П.С. Фарадей М 1969

Размещено на Allbest.ru