Шрифт:
Мы уже рассказали о том, с какими трудностями столкнулся Кулон, когда выводил свой знаменитый закон Кулона. Связаны такие трудности с невозможностью точно подсчитать заряд (количество электронов, сосредоточенных в пространстве). Но, ведь, напряженность электрического поля – это сила Кулона (в числителе), деленная на заряд (в знаменателе). Сила Кулона пропорциональна произведению двух зарядов, которые раздельно подсчитать невозможно. Кулон очень хитрым способом сумел доказать пропорциональность силы Кулона произведению зарядов, но определить величину каждого из зарядов он не смог. А в знаменателе для величины напряженности электрического поля как раз и находится величина одного из зарядов. Которую мы не сможем определить. А, значит, мы не сможем определить величину самой напряженности электрического поля.
Со знаменателем (величиной заряда) мы разобрались. Не лучшим образом обстоит дело с числителем (величиной силы Кулона). Сила Кулона возникает между двумя зарядами. Поэтому, чтобы определить или хотя бы измерить силу Кулона в той или иной точке пространства, в которой мы пытаемся определить напряженность электрического поля, в такую точку необходимо поместить эталонный заряд.
Такой эталонный заряд называют пробным или единичным. А сколько электронов находится в пробном или единичном, то есть эталонном заряде? Один электрон, или 5 электронов, или 2 миллиона электронов, или 3 миллиарда электронов? Все та же проблема. Невозможность сосчитать эти самые электроны. В результате и числитель для напряженности электрического поля не определить. Не лучшим образом обстоит дело и с другой характеристикой, входящей уравнения Максвелла.
Такую характеристику называют индукцией магнитного поля, которая является функцией не только от величины заряда, но и от скорости перемещения такого заряда. Например, в проводнике с током. Не пробовали определить или измерить скорость перемещения заряда (совокупности электронов) в непрозрачном проводнике с током? Попробуйте. Но это все второстепенные проблемы.
Самая главная проблема состоит в том, что Максвелл не указывает механизм передачи Кулоновского (электростатического) взаимодействия, а также механизм Ампера взаимодействия проводников с током. Максвелл говорит нам, что, дескать, речь идет о полях. Об электрическом и магнитном. Которые, якобы, и передают силовое воздействие между статическими зарядами или между подвижными зарядами. Но, увы, именно такую интерпретацию передачи силового воздействия, мы не понимаем. Вернее понимаем, но только с участием нечистой силы. Когда невидимая баба Яга (электрическое поле) или невидимый Леший (магнитное поле) расталкивают заряды или притягивают к себе проводники с током.
В соответствии с теорией Максвелла, принято изображать электрическое и магнитное поля в виде двух плоских взаимно перпендикулярных синусоид. Электрическая синусоида размещается в вертикальной плоскости, а магнитная синусоида – в горизонтальной. Такие две синусоиды сдвинуты друг относительно друга по фазе на 180 градусов. Максвелл писал и говорил, что электрическая и магнитная составляющие (две взаимно перпендикулярные синусоиды) электромагнитного поля как бы перекувыркиваются друг в друга со скоростью света, и, тем самым формируют фотон.
Тогда, мы должны думать, что фотон – это баба Яга (электрическое поле), перекувырнувшись, превращается в Лешего (магнитное поле), а он, перекувырнувшись, превращается в бабу Ягу, которая превращается в Лешего. Вот так они и перемещаются в пространстве со скоростью света.
13.5. Наше представление о фотоне и свободном электроне
Мы считали и считаем, что фотон – это объемная конструкция. Но, не нечто, сконструированное из двух плоских, взаимно перпендикулярных синусоид. Для того, чтобы убежденно утверждать, что внутри такой объемной конструкции (фотона) расположились две взаимно перпендикулярные синусоиды, нужно, как минимум, заглянуть внутрь фотона, и посмотреть, как они там расположились. Причем, фотон – это вращающаяся в пространстве штучка. То есть, располагающая собственным спином. Фотон относится к бозонам, то есть, имеет спин, равный единице. Это означает, что вращающийся фотон, совершает один оборот за один период его колебательного движения. Читатель может подумать. С синусоидами Максвелла было все понятно. Там речь шла о периоде плоских синусоид (электрической и магнитной) электромагнитного поля.
А что представляет собой период колебаний такой объемной конфигурации, как фотон. В нашем представлении, фотон – это нечто пульсирующее. Что-то типа сердца, которое сжимается и разжимается (пульсирует) в пространстве. Период таких пульсаций и есть период колебаний фотона. Нам очень нравится идея Максвелла о перекувыркивании фотона. Но, в нашем представлении, фотон перекувыркивается в самого себя.
Более подробно о механизме такого перекувыркивания. Все начинается с того, что с электрона срывается малюсенькая капелька чего-то, что является содержимым фотона. Что это такое – не знаем. Но зато мы знаем, что такая малюсенькая капелька, состоящая из чего-то, вращается в пространстве. Поскольку электрон все время вращается в пространстве. В соответствии с законом сохранения момента, наша малюсенькая капелька, сорвавшись с электрона, как и электрон, пребывает во вращательном движении.
Многим из нас доводилось наблюдать за воронками, которые образуются в жидкостях. Что-то подобное происходит с нашей малюсенькой капелькой, внутри которой, по причине ее вращения, начинает формироваться воронка. Правильно сказать, наша капелька приобретает форму воронки.
В результате, содержимое нашей капельки выдавливается на ее периферию и через узкую часть воронки выплескивается в соседнее пространство. Можно сказать, что капелька (фотон) перекувыркивается сама в себя в пространстве. Чтобы внутри содержимого капельки (фотона) произошло образование пустой воронки, необходима начальная сила и вращение капельки. Такие условия обеспечивает электрон. Надо думать, что наша капелька вырывается из объятий электрона, под воздействием какой-то силы (первоначальный толчок). О вращении электрона мы уже сказали. Мы знаем, что электрон является фермионом, со спином, равным одной второй. То есть, в пространстве электрон совершает два оборота за один период его пульсаций. Нетрудно понять, почему фермион (электрон) порождает бозон (фотон). Это следует из наших объяснений механизма перекувыркивания капельки (фотона).
Как только капелька (фотон) вырвалась из объятий электрона, она начинает жить своей жизнью и совершать вращения и пульсации (перекувыркивания) с частотой в один оборот за один период пульсаций. Иначе, мы не получим рассмотренный нами механизм перекувыркивания капельки (фотона).
13.6. Почему радиоволны проходят сквозь стену, а свет не проходит
Хотелось бы понять, чем и как отличаются фотоны, принадлежащие к различным диапазонам излучений. Например, чем отличается фотон светового излучения в видимом диапазоне от фотона в радиочастотном диапазоне. Представим себе типичную бытовую ситуацию. Некто Иванов, в кирпичном доме заходит в ванную комнату, стены которой построены из бетона. Некто Петров, в таком же доме и в такой же ванной комнате, но на соседней улице, достает смартфон, звонит Иванову, и Петров с Ивановым начинают разговор, с помощью смартфонов. На улице светит солнышко, но свет в ванных комнатах Иванов с Петровым не включают, то есть разговаривают в кромешной тьме. Все понимают, что смартфоны обмениваются фотонами в радиочастотном диапазоне.