т.6 No 1

5

О возбуждённом состоянии орбитального электрона

Аналогичное мы наблюдаем и в математическом моделировании фотона как кванта энергии, излучаемого, по идее сторонников квантовой гипотезы, орбитальным электроном в результате возбуждения. Особенно наглядно это можно показать на математическом и феноменологическом объяснении эффекта Комптона.

Как известно, “эффект Комптона - рассеяние электромагнитного излучения на свободном или слабо связанном электроне, при котором отдельный фотон в результате упругого соударения с электроном передаёт ему часть своей энергии” [11, с. 431].

Стандартная диаграмма данного рассеяния имеет вид, представленный на рис. 2 [9, с. 394].

 

fig2.gif (2235 bytes)

Рис. 2. Стандартная схема взаимодействия фотона с медленным электроном, по которой рассчитывается эффект Комптона

 

На основании приведенной схемы, “применяя законы сохранения энергии и количества движения, т.е. рассчитывая это соударение как удар упругих шаров, получим два уравнения. Из закона сохранения энергии имеем

(25)

где m0c2 - масса покоя электрона. Обозначив для краткости массу движущегося электрона через m, перепишем (25) так:

(26)

Закон сохранения количества движения даёт

(27)

[9, с. 394].

Обратим внимание на записанные моделирующие уравнения (26) и (27). Из второго уравнения следует, что электрон до столкновения покоился. Но в этом случае согласно классической механике угол между движением фотона и электрона после столкновения может возникнуть только и исключительно при нецентральном ударе. В то же время, вспомним, что фотон отождествляется с поперечной ЭМ волной и переносит энергию именно ЭМ волны. Но поперечная ЭМ волна взаимодействует с заряженными частицами по схеме, приведенной на рис. 3.

 

fig3.gif (1677 bytes)

Рис. 3. Схема взаимодействия поперечной ЭМ волны с заряженной частицей

 

Если же ЭМ волна будет взаимодействовать по схеме, приведенной на рис. 2, то она в своей основе не будет поперечной. Чтобы понять сущность физического процесса, которая в действительности привела к зависимости изменения частоты рентгеновского излучения от угла рассеяния fi.gif (841 bytes), следует обратиться к схеме эксперимента, из которой видно, что эффект наблюдался не при рассеянии рентгеновских лучей на медленных электронах, а при рассеянии на графите, состоящем из атомов. Таким образом взаимодействие осуществлялось с резонансной системой при частоте излучения, близкой к частоте электронных орбиталей. Это особенно наглядно видно на рис. 4, взятом из книги Г.Е. Пустовалова [14, с. 184].

 

fig4.gif (4097 bytes)

Рис. 4. Схема излучения электрона при эффекте Комптона по Г.Е. Пустовалову [14, с. 184]

 

И в этом случае, учитывая сложный характер резонансной системы атома, действительно можно ожидать эффект, который наблюдал Комптон. Совмещая характер взаимодействия ЭМ поля с электроном с кинематической схемой, представленной на рис. 4, мы видим, что в действительности наклонный характер излучения электрона обусловлен не законом сохранения, а совмещением движения электрона с движением, которое ему придало воздействие электрической компоненты внешнего ЭМ поля, как показано на рис. 5.

 

fig5.gif (2207 bytes)

Рис. 5. Кинематическая схема эмиссии электрона под воздействием внешнего ЭМ поля

 

Излучение же атома при этом обусловлено перераспределением электронов в ионизованном атоме и будет иметь направленность, близкую к экспериментально регистрируемой.

Таким образом мы и здесь видим, что в самой постановке задачи в квантовомеханической интерпретации наблюдается полное пренебрежение физической сущностью процесса ради внешней похожести результата.

Продемонстрированная на конкретных примерах вольная трактовка путей познания природы физических процессов основоположниками квантовой механики, естественно, не способствовала существенному продвижению физики в вопросе понимания сущности взаимодействия атома с внешним полем. “По-моему, концепция волновой механики (в данном случае Мандельштам подразумевает квантовую механику - авт.) много отражает очень правильно, она показала себя весьма плодотворной. Но ряд основных понятий, которыми волновая механика оперирует, мне кажется, в основных изложениях трактуется весьма коротко, недостаточно ясно и не всегда убедительно. Больше того, у меня нет уверенности, что эти понятия уже вполне установлены, что они приобрели, например, ту чёткость и ясность, которые, несомненно, присущи основным понятиям классической физики. И это, я думаю, не случайно.

То обстоятельство, что неясность и недоговорённость в основах волновой механики проистекают не из плохого изложения того или иного учебника, видно хотя бы потому, что эти основные вопросы дебатируются по сей день, и такими людьми, крупнее которых среди физиков мы не знаем. Полного согласия не было до последних лет между самыми большими авторитетами. Стоит вспомнить обмен мнений, происшедший несколько лет назад по вопросу о полноте волновой механики, в котором такие исследователи, как Эйнштейн, Бор, Шрёдингер и другие, высказывали прямо противоположные мнения” [10, с. 326].

Содержание: / 1 / 2 / 3 / 4 / 5 / 6 / 7 / 8 / 9 / 10 / 11 / 12 / 13 / 14 / 15 /

Hosted by uCoz