Волновая теория фотона (стр. 2 из 3)

Итак, мы получили уравнения, которые точнее уравнения Луи Де Бройля и уравнения Шредингера описывают движение фотона. Однако, если появляются более точные математические соотношения для описания поведения какого-либо объекта, то менее точные обязательно должны содержаться в них и быть их следствиями. Этому требованию полностью отвечают соотношения, описывающие движение центра масс фотона.

Чтобы получить волновое уравнение Луи Де Бройля, надо вывести процесс описания движения центра масс фотона за рамки аксиомы Единства пространства - материи - времени. Для этого надо взять одно из уравнений, например, уравнение. Обращаем внимание читателя на то, что эта операция автоматически выводит процесс описания движения центра масс фотона за рамки аксиомы Единства пространства - материи - времени.

Чтобы привести это уравнение к виду, необходимо ввести в него координату

, используя для этого разность фаз.

.

Учитывая, что

и , имеем

.

Обозначим:

тогда

Нетрудно показать, что уравнение Луи – Де Бройля легко приводится к уравнению Шредингера. Для этого выразим из формул (86) и (92) частоту

и длину волны .

,

Введем новое обозначение функции и подставим в неё значения.

.

При фиксированном

смещение является гармонической функцией времени, а при фиксированном - координаты . Обратим внимание на то, что эти представления находятся за рамками аксиомы Единства.

Дифференцируя уравнение дважды по

, найдем

.

Если с помощью соотношения описывать поведение электрона в атоме, то надо учесть, что его кинетическая энергия

и импульс связаны соотношением

.

Откуда

.

Подставляя результат в уравнение, имеем

Известно, что полная энергия электрона

равна сумме кинетической и потенциальной энергий, то есть

.

С учетом этого уравнение принимает вид дифференциального уравнения Э. Шредингера.

Из изложенного следует, что результат решения уравнения есть функция, работающая за рамками Аксиомы Единства пространства – материи – времени.

Если в функции разделить переменные

и , то можно получить уравнение

,

которое работает в рамках аксиомы Единства, поэтому оно должно давать точный результат, соответствующий эксперименту. И это действительно так. Оно рассчитывает спектр атома водорода. Происходит это потому, что энергии связи электрона с протоном зависят только от расстояния между протоном и электроном и не зависят от времени.

Таким образом, мы вывели постулированные раннее математические модели квантовой механики, описывающие поведение фотона. Мы показали, что уравнение Луи Де Бройля и трехмерное уравнение Шредингера работают за рамками аксиомы Единства пространства - материи – времени.

Далее, при анализе других физических явлений, в которых явно проявляется поведение фотонов, мы получим аналитически остальные и многие другие, в том числе и новые математические модели.

Итак, мы оставляем в покое почти все математические формулы, которые давно применяют для описания поведения фотона. В этом смысле у нас нет ничего нового, мы только подтвердили достоверность этих формул и дополнили их уравнениями, описывающими движение центра масс фотона в рамках аксиомы Единства пространства – материи – времени.

Поскольку основные математические модели, описывающие главные характеристики фотона, выведены аналитически из анализа движения его модели, то это является веским основанием для использования этой модели при интерпретации результатов всех экспериментов, в которых участвуют фотоны. Количество таких экспериментов неисчислимо, поэтому мы будем рассматривать лишь те из них, которые носят обобщающий характер. Самая большая совокупность экспериментальных данных, в которых зафиксировано поведение фотонов – шкала электромагнитных излучений, представленная в таблицах 1.

Мы будем обращаться к этим таблицам при интерпретации почти всей совокупности экспериментов с участием фотонов, а сейчас определим лишь интервал изменения длины волны фотонов.

Длина волны электромагнитного излучения изменяется в интервале

(табл. 1). Минимальная величина этого интервала принадлежит гамма-фотону, а максимальная - низкочастотному диапазону излучения. Величины эти установлены экспериментально и у нас нет оснований сомневаться в их достоверности. Но, как мы уже отметили, у нас есть основания сомневаться в том, что самый большой фотон имеет длину волны .

Материальная плотность базового кольца

фотона, соответствующего минимальной длине волны , равна

.

Материальная плотность базового кольца фотона, соответствующего максимальной длине волны электромагнитного излучения

, равна

Теперь ясно, что максимальную проницаемость гамма фотона обеспечивает его минимальный размер (радиус

) и максимальная масса . Что же касается фотона с максимальной длиной волны и минимальной массой , то тут - полная неясность. Трудно представить фотон с базовым радиусом , движущийся со скоростью света, имея материальную плотность кольца

Вряд ли возможно формирование ньютоновских и электромагнитных сил при такой небольшой материальной плотности базового кольца фотона. Поэтому должен существовать предел максимальной длины волны

или максимального радиуса и минимальной массы фотона.

Дальше мы проведём детальное обоснование

, а сейчас отметим ещё раз, поскольку тепловую энергию и температуру формируют фотоны, то соответствует самой низкой температуре, существующей в Природе, экспериментальное значение которой равно, примерно, . Длина волны совокупности фотонов, формирующих эту температуру, определяется по формуле Вина.

,