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फोटॉन क्या है और इसके गुण क्या हैं? फोटोन

फोटॉन - क्वांटम विद्युत चुम्बकीय, शून्य विश्राम द्रव्यमान वाला एक प्राथमिक कण और एकता के बराबर स्पिन। फोटॉन सभी प्राथमिक कणों में सबसे आम है। यह दृश्य प्रकाश की धाराओं में, और एक्स-रे में, और रेडियो तरंगों के रूप में, और लेजर पल्स में पाया जाता है। 1964 में, अमेरिकी रेडियो खगोलशास्त्री ए. पेनज़ियास और आर. विल्सन ने पाया कि दुनिया का अंतरिक्ष मिलीमीटर रेडियो तरंगों से भरा है, जिसे 2.7 K के तापमान पर ठंडी फोटॉन गैस माना जा सकता है। आधुनिक विचार, यह विकिरण (इसे अवशेष विकिरण कहा जाता है) ब्रह्मांड के विकास के प्रारंभिक चरण में उत्पन्न हुआ, जब पदार्थ अत्यधिक तापमान और दबाव पर था (ब्रह्मांड विज्ञान देखें)। अवशेष फोटॉन का औसत घनत्व लगभग 500 प्रति है। इस संख्या की तुलना प्रोटॉन की प्रचुरता से की जा सकती है, जिससे हमारे चारों ओर की दुनिया बनी है: ब्रह्मांड में, औसतन, प्रति प्रोटॉन एक से अधिक नहीं है। इस प्रकार, ब्रह्मांड में, फोटॉन प्रोटॉन की तुलना में एक अरब गुना अधिक आम हैं।

फोटॉन का ऐतिहासिक भाग्य असामान्य है; शायद यह एकमात्र प्राथमिक कण है जिसकी प्रायोगिक खोज के लेखक को इंगित करना असंभव है। फोटॉन की खोज सैद्धांतिक रूप से एम. प्लैंक ने की थी, जिन्होंने 14 दिसंबर, 1900 को बर्लिन फिजिकल सोसाइटी की एक बैठक में विकिरण ऊर्जा की मात्रा के बारे में अपनी परिकल्पना व्यक्त की थी। उसी क्षण से, भौतिकी में क्वांटम युग शुरू हुआ।

प्लैंक के विचार को विकसित करते हुए, ए आइंस्टीन ने 1905 में सुझाव दिया कि प्रकाश न केवल अलग-अलग हिस्सों में उत्सर्जित और अवशोषित होता है, बल्कि उनमें भी शामिल होता है। यह एक साहसिक और असामान्य सामान्यीकरण था। उदाहरण के लिए, हम हमेशा पानी को हिस्सों में, घूंट-घूंट में पीते हैं, लेकिन इससे यह नहीं पता चलता कि पानी अलग-अलग घूंट में होता है। आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग क्वांटा की धारा की तरह दिखने लगी।

प्लैंक की परिकल्पना ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव, ल्यूमिनेसेंस और कई अन्य घटनाओं के नियमों की व्याख्या करना संभव बना दिया। विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कणिका गुण मुक्त इलेक्ट्रॉनों (1922) द्वारा एक्स-रे के प्रकीर्णन पर ए. कॉम्पटन के प्रयोगों में सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट हुए थे। कॉम्पटन प्रभाव ने 1920 के दशक में विद्युत चुम्बकीय विकिरण और भौतिकी की क्वांटम अवधारणाओं की शुद्धता की पुष्टि की। एक नया प्राथमिक कण जिसे फोटॉन कहा जाता है अंततः प्रवेश कर गया (से)। ग्रीक शब्द, जिसका अर्थ है "प्रकाश")।

एक फोटॉन में, किसी भी अन्य क्वांटम कण की तरह, एक ही समय में तरंग और कणिका दोनों गुण होते हैं, इसलिए तरंग और प्रकाश के कणिका सिद्धांतों के समर्थकों के बीच लगभग दो शताब्दियों तक चले विवाद में, हर कोई अपनी बात में सही निकला। अपने तरीके से। में साधारण जीवनप्रकाश के कणिका गुण प्रकट नहीं होते हैं, क्योंकि हम व्यक्तिगत रूप से नहीं, बल्कि एक साथ बड़ी संख्या में फोटॉनों के साथ काम कर रहे हैं, जिन्हें प्रकाश तरंग के रूप में माना जाता है। यह ज्ञात है कि एक विद्युत चुम्बकीय तरंग को एक गोलाकार आवृत्ति ओ), तीव्रता और प्रसार गति सी की विशेषता होती है, जिसका मूल अर्थ अंतःक्रियाओं के प्रसार की सीमित गति है ( आधुनिक अर्थ). तरंग के अनुरूप फोटॉन में ऊर्जा और गति होती है (प्लैंक के स्थिरांक J s का आधुनिक मान)। उदाहरण के लिए, सूर्य से अधिकतम विकिरण K सेमी की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश पर पड़ता है, जो हर्ट्ज की गोलाकार आवृत्ति से मेल खाता है। ऐसे फोटॉनों की ऊर्जा J होती है। सौर स्थिरांक, अर्थात, पृथ्वी की सतह के प्रति इकाई क्षेत्र में प्रति इकाई समय में गिरने वाली ऊर्जा, के बराबर होती है, जिससे यह गणना की जा सकती है कि 1 सेकंड में भारी संख्या में फोटॉन आपतित होते हैं। , के बारे में । साथ ही, प्राथमिक कणों के प्रयोगों में, डिटेक्टर एक-एक करके फोटॉनों को रिकॉर्ड करते हैं, और सिद्धांत रूप में, मानव आंख भी इसके लिए सक्षम है।

फोटॉन की संख्या स्थिर नहीं है; उन्हें अंतःक्रिया प्रक्रियाओं में बनाया और नष्ट किया जा सकता है, उदाहरण के लिए विनाश की प्रक्रिया में (एंटीमैटर देखें, - इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन के प्रतीक, - फोटॉन का प्रतीक, गामा क्वांटम)। यहां और कॉम्पटन प्रभाव दोनों में, फोटॉन वास्तविक अवलोकन योग्य कणों के रूप में कार्य करते हैं। इसके अलावा, फोटॉन विद्युतचुंबकीय अंतःक्रियाओं को लेकर एक अदृश्य, आभासी स्थिति में मौजूद हो सकते हैं।

प्राथमिक कण के रूप में फोटॉन के गुण शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स में निहित हैं। फोटॉन विद्युत रूप से तटस्थ है, इसका आवेश शून्य है। (अन्यथा, दो विद्युत चुम्बकीय तरंगें एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया कर सकती हैं, और दो आवेशों का क्षेत्र अब उनमें से प्रत्येक के अलग-अलग क्षेत्रों का योग नहीं होगा।) फोटॉन पर कोई अन्य आवेश भी नहीं है: इसे वास्तव में तटस्थ कहा जाता है और इसके प्रतिकण के समान (एंटीमैटर देखें)। एक फोटॉन की चार्ज समता -1 है, जो इस स्पष्ट तथ्य से पता चलता है कि किसी भी सिस्टम के सभी चार्ज के संकेत बदलने पर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र की दिशाएं विपरीत हो जाती हैं। इलेक्ट्रॉनों और उनके एंटीपार्टिकल्स - पॉज़िट्रॉन के बीच समरूपता से जुड़े विद्युत चुम्बकीय इंटरैक्शन में चार्ज समता का संरक्षण, प्रतिक्रियाओं पर कुछ प्रतिबंध लगाता है। उदाहरण के लिए, कुछ कण प्रणालियाँ केवल सम संख्या में फोटॉन में क्षय कर सकती हैं, जबकि अन्य केवल विषम संख्या में क्षय कर सकती हैं (एंटीमैटर देखें)।

इलेक्ट्रॉनों और पॉज़िट्रॉन के साथ फोटॉन की बातचीत की प्रक्रियाओं का विशेष रूप से अच्छी तरह से अध्ययन किया जाता है - यह तथाकथित क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स है, जिसकी भविष्यवाणियों का प्रयोगों में बड़ी सटीकता के साथ परीक्षण किया गया है।

फोटॉन का शेष द्रव्यमान शून्य है। इसका मतलब यह है कि फोटॉन को न तो रोका जा सकता है और न ही धीमा किया जा सकता है। इसकी ऊर्जा के बावजूद, यह मौलिक गति c से चलने के लिए अभिशप्त है। यदि हम मान लें कि फोटॉन में कुछ छोटा, लेकिन फिर भी सीमित द्रव्यमान है, तो हम उत्पन्न होने वाले प्रेक्षित प्रभावों का अध्ययन कर सकते हैं। सामान्य कणों की तरह, फोटॉनों की गति उनकी ऊर्जा (अर्थात, विकिरण की तरंग दैर्ध्य पर) पर निर्भर करेगी और हमेशा c से कम होगी। निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के फैलाव का प्रभाव, सिद्धांत रूप में, पल्सर के विकिरण द्वारा पता लगाया जा सकता है। आलंकारिक रूप से कहें तो, नीली किरणें लाल किरणों से पहले पर्यवेक्षक तक पहुंचेंगी। विशाल दूरियों को देखते हुए जो हमें पल्सर से अलग करती हैं, विभिन्न बीमों की गति में छोटे अंतर के साथ भी आगमन का समय स्पष्ट रूप से भिन्न होना चाहिए।

एक फोटॉन में एक सीमित आराम द्रव्यमान की उपस्थिति विद्युत चुम्बकीय बलों की कार्रवाई की एक सीमित सीमा की उपस्थिति को जन्म देगी। वास्तव में, यदि कोई आवेश आभासी फोटॉन उत्सर्जित करता है, तो ऊर्जा में अनिश्चितता उत्पन्न होती है, और अनिश्चितता संबंध के अनुसार, ऐसा फोटॉन केवल कुछ समय के लिए ही मौजूद रह सकता है। इस समय के दौरान, यह से अधिक दूरी तय नहीं करेगा, जिसके बाद इसे किसी अन्य चार्ज द्वारा अवशोषित किया जाना चाहिए।

फोटॉन एक प्राथमिक कण, विद्युत चुम्बकीय विकिरण की एक मात्रा है।

फोटॉन ऊर्जा: ε = hv, जहां h = 6.626 · 10 -34 J s - प्लैंक स्थिरांक।

फोटॉन द्रव्यमान: एम = एच·वी/सी 2। यह सूत्र सूत्रों से प्राप्त होता है

ε = hv और ε = m·c 2. द्रव्यमान, सूत्र m = h·v/c 2 द्वारा परिभाषित, गतिमान फोटॉन का द्रव्यमान है। फोटॉन का कोई विश्राम द्रव्यमान (m 0 = 0) नहीं है, क्योंकि यह विश्राम की स्थिति में मौजूद नहीं हो सकता है।

फोटॉन गति: सभी फोटॉन गति c = 3·10 8 m/s से चलते हैं। स्पष्ट रूप से फोटॉन गति P = m c, जिसका अर्थ है

पी = एच·वी/सी = एच/λ.

4. बाह्य फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ। स्टोलेटोव के नियम। आइंस्टीन का समीकरण

बाहरी फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रकाश के प्रभाव में किसी पदार्थ द्वारा इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन की घटना है।

सर्किट में वोल्टेज पर करंट की निर्भरता को फोटोकेल की करंट-वोल्टेज विशेषता कहा जाता है।

1) प्रति इकाई समय में कैथोड से निकलने वाले फोटोइलेक्ट्रॉन एन'ई की संख्या कैथोड पर आपतित प्रकाश की तीव्रता (स्टोलेटोव का नियम) के समानुपाती होती है। या दूसरे शब्दों में: संतृप्ति धारा कैथोड पर आपतित विकिरण की शक्ति के समानुपाती होती है: Ń f = P/ε f।

2) कैथोड से बाहर निकलने पर एक इलेक्ट्रॉन की अधिकतम गति V अधिकतम केवल प्रकाश ν की आवृत्ति पर निर्भर करती है और इसकी तीव्रता पर निर्भर नहीं करती है।

3) प्रत्येक पदार्थ के लिए प्रकाश की एक कटऑफ आवृत्ति होती है ν 0, जिसके नीचे फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव नहीं देखा जाता है: v 0 = ए आउट /एच। आइंस्टीन का समीकरण: ε = A out + mv 2 max /2, जहां ε = hv अवशोषित फोटॉन की ऊर्जा है, A out पदार्थ को छोड़ने वाले इलेक्ट्रॉन का कार्य फलन है, mv 2 max /2 अधिकतम गतिज ऊर्जा है उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन.

आइंस्टीन का समीकरण, वास्तव में, ऊर्जा के संरक्षण के नियम को लिखने के रूपों में से एक है। यदि सभी उत्सर्जित फोटोइलेक्ट्रॉनों को एनोड तक पहुंचने से पहले धीमा कर दिया जाए तो फोटोकेल में करंट रुक जाएगा। ऐसा करने के लिए, फोटोकेल पर एक रिवर्स (होल्डिंग) वोल्टेज यू लागू करना आवश्यक है, जिसका मूल्य ऊर्जा संरक्षण के नियम से भी पाया जाता है:

|ई|यू з = एमवी 2 अधिकतम /2.

5. हल्का दबाव

प्रकाश दबाव किसी पिंड की सतह पर पड़ने वाले प्रकाश द्वारा लगाया गया दबाव है।

यदि हम प्रकाश को फोटॉनों की एक धारा के रूप में मानते हैं, तो, शास्त्रीय यांत्रिकी के सिद्धांतों के अनुसार, किसी पिंड से टकराने पर कणों को गति स्थानांतरित करनी चाहिए, दूसरे शब्दों में, दबाव डालना चाहिए। इस दबाव को कभी-कभी विकिरण दबाव भी कहा जाता है। हल्के दबाव की गणना के लिए, आप निम्न सूत्र का उपयोग कर सकते हैं:

पी = डब्ल्यू/सी (1+ पी), जहां W, 1 s में सतह के 1 m2 पर सामान्यतः आपतित होने वाली दीप्तिमान ऊर्जा की मात्रा है; c प्रकाश की गति है, पी- परावर्तन गुणांक.

यदि प्रकाश अभिलंब के कोण पर गिरता है, तो दबाव को सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है:

6. कॉम्पटन प्रभाव और इसकी व्याख्या

कॉम्पटन प्रभाव (कॉम्पटन प्रभाव) इलेक्ट्रॉनों द्वारा प्रकीर्णन के कारण विद्युत चुम्बकीय विकिरण की तरंग दैर्ध्य को बदलने की घटना है।

एक स्थिर इलेक्ट्रॉन द्वारा प्रकीर्णन के लिए, प्रकीर्णित फोटॉन की आवृत्ति है:

प्रकीर्णन कोण कहां है (प्रकीर्णन से पहले और बाद में फोटॉन प्रसार की दिशाओं के बीच का कोण)।

कॉम्पटन तरंग दैर्ध्य सापेक्षतावादी क्वांटम प्रक्रियाओं की एक लंबाई आयाम पैरामीटर विशेषता है।

λ С = h/m 0 e c = 2.4∙10 -12 m - इलेक्ट्रॉन की कॉम्पटन तरंगदैर्घ्य।

कॉम्पटन प्रभाव को शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के ढांचे के भीतर नहीं समझाया जा सकता है। शास्त्रीय भौतिकी के दृष्टिकोण से, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग एक सतत वस्तु है और, मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा बिखरने के परिणामस्वरूप, इसकी तरंग दैर्ध्य में बदलाव नहीं होना चाहिए। कॉम्पटन प्रभाव विद्युत चुम्बकीय तरंग के परिमाणीकरण का प्रत्यक्ष प्रमाण है; दूसरे शब्दों में, यह एक फोटॉन के अस्तित्व की पुष्टि करता है। कॉम्पटन प्रभाव सूक्ष्म कणों के तरंग-कण द्वंद्व की वैधता का एक और प्रमाण है।

वी.वी.मंटुरोव

फोटो के आकार के बारे में

यह दिखाया गया है कि फोटॉन के आकार के बारे में बात करना तभी उचित है जब फोटॉन को टॉरॉयडल (डोनट) के रूप में दर्शाया जाए। डोनट का आकार कैसे निर्धारित किया जाए, इस पर कोई चर्चा नहीं हुई। हालाँकि, यह पता चला (सितंबर-अक्टूबर 2012 से लेखक के लिए अप्रत्याशित) कि डी ब्रोगली तरंगों के अवतरण से उत्पन्न होने वाले फोटॉन, उदाहरण के लिए, एक मुक्त इलेक्ट्रॉन से - उनके माता-पिता और वाहक, ऊर्जा में परिमाण के दो से तीन क्रम अधिक हैं उन फोटॉनों की तुलना में तीव्रता जो एक उत्तेजित परमाणु (विशेष रूप से) हाइड्रोजन से इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन के परिणामस्वरूप स्पेक्ट्रा में हाइलाइट किए जाते हैं। क्या ऐसा लगता है जैसे यह होना चाहिए था?

इस प्रश्न का उत्तर कि फोटॉन का आकार क्या है, सरल भी है और बहुत सरल भी नहीं। आइए इस तथ्य से शुरू करें कि रेडियो फ्रीक्वेंसी तरंगों के लिए फोटॉन के आकार के बारे में बात करना व्यर्थ है।

सबसे पहले, विद्युत चुम्बकीय प्रकृति की एक तरंग के रूप में एक फोटॉन और एक ही प्रकृति की एक रेडियो तरंग न केवल लंबाई और तदनुसार, उनके द्वारा प्राप्त आवृत्तियों और ऊर्जा में एक दूसरे से भिन्न होती है, बल्कि घटना के भौतिक तंत्र द्वारा निर्धारित संरचना में भी भिन्न होती है।

वास्तव में, रेडियो तरंग विकिरण तब होता है जब स्पार्क गैप के दो इलेक्ट्रोडों के बीच करंट डिस्चार्ज होता है (रैखिक बिजली को इलेक्ट्रोडलेस के रूप में वर्गीकृत किया जाता है)। और वे हर्ट्ज़ वाइब्रेटर, स्पार्क गैप या ऑसिलेटर की धुरी से किनारों तक रेडियल रूप से फैलते हैं।ऐसी रेडियो तरंगों के ध्रुवीकरण के विमानों का पूरा सेट स्पार्क गैप की धुरी की दिशा से निर्धारित होता है, जिसकी "स्मृति" वे बरकरार रखते हैं।

दूसरे, अंतरिक्ष में फैलते हुए, वे, रेडियो तरंगें, एक प्रकार का गोलाकार आकार प्राप्त कर लेती हैं। हालाँकि वास्तव में वे भी बैगल्स के रूप में "जन्म" लेते हैं। (यह सब वैसा ही है जैसे गुब्बारे को फुलाने या फुलाने पर उसका आकार अपने मूल, मूल आकार से बदल जाता है।) गुब्बारे के विपरीत, रेडियो तरंग डोनट्स का आकार, लगभग एक गोले में परिवर्तित होकर, प्रकाश की गति से बढ़ता है , और बिना किसी सीमा के. इसलिए, उन्हें "सैद्धांतिक रूप से" फ्लैट मोनोक्रोमैटिक के रूप में दर्शाया गया है।

जहां तक सेंटीमीटर तरंग दैर्ध्य से अधिक के फोटॉनों का सवाल है, वे, सबसे पहले और हमेशा के लिए, स्थिर आकार के डोनट्स, टॉरॉयड हैं। चूँकि एक फोटॉन का आकार उसकी विद्युत चुम्बकीय तरंग की लंबाई और इसलिए आवृत्ति निर्धारित करता है। और चूंकि एक फोटॉन एक इलेक्ट्रॉन (आवेशित कण) द्वारा छोड़ी गई या उसके द्वारा छोड़ी गई एक डी ब्रोगली तरंग है। और डी ब्रोगली तरंग (DBW) उत्पन्न होती है, एक आवेशित कण की गति की शुरुआत के साथ पैदा होती है। यह, वीडीबी, एक टोरॉयड (डोनट) के रूप में बनता है, जिसके छेद में एक आवेशित कण, एक इलेक्ट्रॉन - इसका मूल और वाहक होता है। वीडीबी इलेक्ट्रॉन पर "बैठता है", गति में उसके साथ रहता है। और केवल जब वीडीबी और उसके माता-पिता और वाहक एक-दूसरे को छोड़ देते हैं, तो उनकी निरंतरता एक फोटॉन बन जाती है, जो इलेक्ट्रॉन और वीडीबी दोनों की गति की दिशा प्राप्त करती है। इस प्रकार, हम देखते हैं कि, रेडियो तरंगों के विपरीत, कोई भी थरथरानवाला, या तो सरल या सबसे सरल रूप से आविष्कार किया गया, वीडीबी और फोटॉन दोनों के उद्भव में बिल्कुल कोई भूमिका नहीं लेता है। प्रकृति ने सरलतापूर्वक, व्यावहारिक और तर्कसंगत ढंग से कार्य किया: उसने प्रत्येक फोटॉन को एक ऑसिलेटर प्रदान नहीं किया। इसने खुद को इस तथ्य तक सीमित कर लिया कि प्रत्येक वीडीबी और प्रत्येक फोटॉन आत्मनिर्भर हैं: उनके पास एक अद्वितीय तरंग दैर्ध्य है। इसलिए फोटॉन का स्पष्ट आकार। इसलिए, उन्हें ऑसिलेटर से सुसज्जित होने की आवश्यकता नहीं है। आख़िरकार, केवल एक व्यक्ति को ही फोटॉन की आवृत्ति जानने की आवश्यकता थी। तो उसे इसकी गणना करने दें, क्योंकि तरंग दैर्ध्य और आवृत्ति प्रकाश की गति के माध्यम से विशिष्ट रूप से संबंधित हैं। इस प्रकार, वीडीबी और फोटॉन और प्रकृति में उनके संबंधित रेडियो तरंगों के बीच दूसरा और महत्वपूर्ण अंतर यह है कि फोटॉन और वीडीबी को ऑसिलेटर की आवश्यकता नहीं होती है।

यह हाल तक सोचा गया था और सही ढंग से सोचा गया था, लेकिन सभी मामलों में नहीं, जैसा कि यह निकला, प्रकृति ने खुद को यहीं तक सीमित कर दिया (नीचे देखें)।

तीसरा। फोटॉन और वीडीबी न केवल रेडियल रूप से फैलते हैं, बल्कि सार्वभौमिक दूरी तय करने के दौरान पूरे समय अपना आकार बनाए रखते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि प्रकृति ने उनके "उपकरण" में एक कसने वाला तंत्र, "घेरा" प्रभाव शामिल किया है। यह प्रभाव भौतिकविदों को ज्ञात नहीं था, साथ ही यह तथ्य भी कि इस संकुचन प्रभाव का आधार चुंबकीय प्रवाह क्वांटम के रूप में एक प्रकार की "रॉड" (चौथा अंतर) है। इसमें चुंबकीय क्षेत्र हजारों टेस्ला के बराबर है (याद रखें: पी.एल. कपित्सा एक विस्फोट की मदद से लगभग 50 टेस्ला तक पहुंचने में कामयाब रहे)।

यह वास्तव में ये विशेषताएं हैं (अन्य भी हैं) जो फोटॉन को एक कण की तरह, एक कण की तरह दिखती हैं। यह पता चला है कि चुंबकीय प्रवाह की इतनी मात्रा के साथ डोनट के रूप में विद्युत चुम्बकीय तरंग का निर्माण एक कण से ज्यादा कुछ नहीं है। और फिर भी यह कोई कण नहीं है, बल्कि टॉरॉयडल सॉलिटॉन के रूप में एक तरंग है,जिसमें हमेशा चुंबकीय प्रवाह की एक मात्रा होती है, जो वेक्टर क्षमता के कई सतह परिसंचरणों से घिरा (कड़ा हुआ) होता है। इसलिए, वीडीबी और फोटॉन दोनों के चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र हमेशा एक दूसरे के लंबवत होते हैं, जो मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स की पुष्टि करता है। एक ओर वीडीबी और फोटॉन और दूसरी ओर रेडियो तरंगों के बीच अंतर को अधिक पूर्ण रूप से दिखाया गया है।

सभी सॉलिटॉन कमोबेश (सुनामी) कणिकाओं के समान होते हैं। जिस माध्यम से उन्हें गढ़ा गया है, वह उनकी मात्रा से बाहर नहीं निकलता, बल्कि संरक्षित रहता है। यह एक और अंतर है. किसी कुशल धूम्रपान करने वाले द्वारा, या वुड्स बॉक्स से, या माउंट एटना के गड्ढे से छोड़े गए धुएं के छल्लों को देखें।

पीछे हटना. और शायद केवल सुनामी के "शरीर" में, उत्पत्ति के स्थान से रेडियल रूप से फैलते हुए, अधिग्रहीत पानी का द्रव्यमान (मात्रा), हालांकि सैद्धांतिक रूप से संरक्षित है, एक बदलाव के कारण है आकार(2πR, जहां R सुनामी गठन के स्रोत से दूरी है) कम हो जाती है, "डोनट" की मोटाई पतली हो जाती है। दिसंबर 2004 में सुनामी एक लंबी (100 किमी से अधिक) रैखिक गलती से उत्पन्न हुई थी और इसलिए "डोनट" के रैखिक भाग की मोटाई कम हो गई थी, जिसके पास "वजन कम करने" का समय नहीं था, और परिणामस्वरूप, सभी इंडोनेशिया के घनी आबादी वाले तटों पर इसकी लगभग मूल विनाशकारी शक्ति। यह, एक सुनामी, एक "डोनट" के लगभग सीधे खंड के रूप में चली गई, और अपनी ऊर्जा नहीं खोई, तट, भूमि तक कई किलोमीटर तक फैल गई, और एक कठोर और लोचदार रबर शाफ्ट की तरह विनाशकारी झटके दिए, जो इसकी रैखिकता के कारण इसका व्यास काफी हद तक बरकरार रहता है। डोनट की मोटाई।

फोटॉन अपने वेग वेक्टर की ओर समतल (लंबवत) गति करता है या फैलता है, अर्थात। टोरॉयड की धुरी के साथ. और हम आपको याद दिला दें कि रेडियो तरंगें स्पार्क गैप के अक्ष से रेडियल होती हैं। एक फोटॉन ऊर्जा की एक मात्रा और चुंबकीय प्रवाह की एक मात्रा है, जो डोनट टोरॉयड के रूप में वेक्टर क्षमता के कई परिसंचरणों द्वारा अनुबंधित होता है, एक स्पष्ट रूप से गठित ज्यामिति के साथ एक कणिका सोलनॉइड है, और, परिणामस्वरूप, आकार। आइए हम तुरंत बताएं कि टोरॉयडल फोटॉन का आकार डोनट बॉडी की दो अनुप्रस्थ मोटाई और इलेक्ट्रॉन से शेष छेद के व्यास का योग है। एक वीडीबी एक छेद और एक इलेक्ट्रॉन के बिना मौजूद नहीं हो सकता है, क्योंकि सबसे पहले वहां एक इलेक्ट्रॉन (आवेशित कण) था। जो (चार्ज) चलना शुरू हो गया था या पहले से ही चल रहा था।

ए = (एमसी/ई) वी (1)

और पहले डी ब्रोगली ने अपने नाम की तरंग दैर्ध्य प्राप्त की थी,

λ = (एच/एमवी), (2)

हमारे पास (नीचे दिए गए सूत्र वेक्टर प्रतीकों के बिना लिखे गए हैं)

λA = (एचसी/ई) (3)

λ = (एचसी/ईए), (4)

लेकिन में, (1) से स्थापित किया गया है और संबंध mcv = eA = E = hν है

λ = एचसी/(एचν), (6)

जहां (hν) फोटॉन ऊर्जा क्वांटम है। (6) में कोष्ठक खोलने की कोई आवश्यकता नहीं है: यहां गणना के लिए आवश्यक मानदंड निहित है - फोटॉन ऊर्जा क्वांटम या वीडीबी। आख़िरकार हम बात कर रहे हैंएक फोटॉन के आकार के बारे में जिसकी ऊर्जा दी गई है (hν)। जो कुछ बचा है वह शुद्ध अंकगणित है। फोटॉन और VDB का Z आकार बराबर है

Z = 4(λ/2π) + छेद व्यास (6Z)

आइए कुछ उदाहरण दें.

उदाहरण संख्या 1. 511000 ईवी परिमाण के गामा क्वांटम के डी ब्रोगली और एक फोटॉन की तरंग दैर्ध्य क्या है? ऐसे दो गामा क्वांटा एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन के तथाकथित विनाश के दौरान उत्सर्जित होते हैं। वास्तव में, दो विपरीत आवेशों-आयनों का वास्तविक पुनर्संयोजन स्वयं भौतिक कणों के संरक्षण के साथ होता है, जैसे कि परमाणु और आणविक आयनों के पुनर्संयोजन में। क्योंकि वे एकवचन में हैं और आकार और द्रव्यमान में छोटे परिमाण के पांच या अधिक क्रम हैं, वे अपनी आयनिक स्थिति नहीं खोते हैं। यह खोया नहीं है, संरक्षित है।

अब हम प्राप्त सूत्र (6) का उपयोग करेंगे। लेकिन संख्यात्मक गणनाओं से परेशान न होने के लिए, आइए हम इस बात को ध्यान में रखें कि आइंस्टीन के अनुसार, विनाश के दौरान इलेक्ट्रॉन (पॉज़िट्रॉन) का पूरा द्रव्यमान हमारे द्वारा दिए गए 0.511 MeV के गामा क्वांटम में, ऊर्जा में "परिवर्तित" होता है। अर्थात। 0.511 एमईवी = एम ई सी 2। आइए हम इस संख्यात्मक मान के बिल्कुल दाहिने पक्ष (एम ई सी 2) को हर (6) में प्रतिस्थापित करें। हम पाते हैं कॉम्पटन इलेक्ट्रॉन तरंगदैर्घ्य

λ ई = एच/एम ई सी = 2.426 310 58* 10 -10 सेमी (7)

लेकिन यह एक डी ब्रोगली तरंग है, और, इसलिए, एक फोटॉन है। और साथ ही उनका साइज (6Z) होता है.

हम एक विरोधाभास पर पहुँच गये हैं।वास्तव में, यह ज्ञात है, आखिरकार, तथाकथित के साथ। विनाश, एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन टकराते हैं और एक डम्बल द्विध्रुव (e+e-) बनाते हैं, जिसका आकार इलेक्ट्रॉन की शास्त्रीय त्रिज्या के दोगुने के रूप में जाना जाता है

आर ई = ई 2 /एमसी 2 (8)

और यह वह सबसे छोटी दूरी है जिस तक टकराव (पुनर्संयोजन) के दौरान एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन पहुंचते हैं और इस दबी हुई अवस्था में रहते हैं। वे एक-दूसरे से चिपके हुए लग रहे थे।

आर ई = α 2 ए ओ = 2.817 940 92 *10 -13 सेमी, (9)

जहां 0 =0.529 177 249*10 -8 सेमी - बोह्र त्रिज्या, यह कोर के निकटतम कक्षा की त्रिज्या है।

(7) और (9) की तुलना से पता चलता है कि वे परिमाण के तीन क्रमों से भिन्न हैं। लेकिन दोनों ही मामलों में हम एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन के पुनर्संयोजन के बारे में बात कर रहे हैं।

क्या बात क्या बात? तथ्य यह है कि टकराव (विनाश) के दौरान एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन 0.511 MeV के दो गामा क्वांटा के रूप में ऊर्जा में परिवर्तित नहीं होते हैं, जो वास्तव में उत्सर्जित होते हैं, लेकिन डम्बल के रूप में एक द्विध्रुव बनाते हैं (e+ ई-) दूरी (8) और (9) द्वारा अलग किए गए चार्ज के साथ। और यह डिराक समुद्र में "गोता लगाता है" और "डार्क मैटर" की अनंत जाली के नोड्स में से एक बन जाता है। इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन के द्रव्यमान को ऊर्जा में परिवर्तित न होने देने के लिए, इस जोड़ी (एक दूसरे से "अनंत" दूरी पर) में पर्याप्त (बिल्कुल उतनी ही आवश्यक) कूलम्ब ऊर्जा होती है, जैसा कि (8) से प्रमाणित है।

और (7) में डी ब्रोगली और फोटॉनों की तरंग दैर्ध्य दी गई है जो 0.511 मेव के गामा क्वांटा में बदल गए। इस प्रकार, (9) कणों, इलेक्ट्रॉन और पॉज़िट्रॉन का आकार है, और वह छेद है जो वे वीडीबी में बनाते हैं और इसे छोड़ते समय पीछे छोड़ देते हैं, और (7) उनकी डी ब्रोगली तरंगों की लंबाई है और, तदनुसार, फोटॉन।

मुझे आश्चर्य है कि पॉज़िट्रॉन के साथ टकराव के समय एक इलेक्ट्रॉन की गति क्या होती है,वे। उनके तथाकथित विनाश के क्षण में? जैसा कि ज्ञात है, फोटॉन या गामा क्वांटम की गति सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

एम ई वी = ई/सी (*)

हम ऊर्जा जानते हैं: E = 0.511 MeV = m e c 2 (*) में प्रतिस्थापित करें और v = c प्राप्त करें। हम जोर देते हैं: वी = सी। इलेक्ट्रॉन प्रकाश की गति तक पहुंच गया, और इसका द्रव्यमान किसी भी तरह से नहीं बढ़ा। और इसकी पुष्टि आकाशगंगाओं में कई सार्वभौमिक प्रकाशकों द्वारा परिमाण में बिल्कुल समान (बिल्कुल 0.511 MeV) गामा क्वांटा के विकिरण से होती है। कोई विचलन नहीं.

उदाहरण संख्या 2। यह ज्ञात है कि एक प्रोटॉन का आवेश पॉज़िट्रॉन के समान होता है। विचार उठता है कि कॉम्पटन इलेक्ट्रॉन की लंबाई(और यह वीडीबी का आकार है) कक्षीय इलेक्ट्रॉन के ऊर्जा स्तर के अनुरूप प्रतीत होता है, जैसे कि, हाइड्रोजन नाभिक पर गिरते हुए, इसने त्रिज्या (7) की एक कक्षा प्राप्त कर ली हो। आइए इसे n = 0 निर्दिष्ट करें।

अब यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि प्रमुख क्वांटम संख्या पूर्णांक n = 1,2.3,4,5, का एक क्रम है। इसलिए हमारा मतलब यह नहीं था कि सैद्धांतिक रूप से ऐसा है औरएन = 0. और यह बहुत महत्वपूर्ण है!!! हाइड्रिनो के विचार के समर्थकों के लिए।

लेकिन हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन नाभिक पर, प्रोटॉन पर नहीं पड़ता है और इलेक्ट्रॉन नाभिक द्वारा पकड़ में नहीं आता है। क्यों? हाँ, क्योंकि प्रकृति हाइड्रोजन परमाणुओं को उसी तरह "विनाश" करने की अनुमति नहीं दे सकती थी जैसा कि ऊपर चर्चा किए गए मामले में हुआ था। हाइड्रोजन परमाणु, अधिक सटीक रूप से, उनके प्रोटॉन नाभिक, निर्माण सामग्री हैं, ईंटें जिनसे प्रकृति ने निर्माण किया है और अधिक से अधिक निर्माण कर रही है जटिल तत्वमेंडेलीव की आवधिक प्रणाली। प्रोटॉन को (p + e-) = n में बदलने का अधिकार नहीं है। अन्यथा, न तो बिग बैंग, न ही हिग्स बोसॉन, न ही किसी और चीज ने मदद की होती। ब्रह्माण्ड अस्तित्व में नहीं आया होता। ऐसे परिणाम की असंभवता के कारण ही ब्रह्माण्ड का अस्तित्व है। यह माना जाता है कि, जाहिरा तौर पर, इसी कारण से, स्पेक्ट्रोपिस्टों ने हमारे द्वारा प्रस्तुत n = 1 से लेकर n = 0 तक की सीमा में हाइड्रोजन के स्पेक्ट्रम में कभी भी रेखाएँ नहीं पाईं। हाइड्रिनो नहीं होता है.

डार्क मैटर अपने इलेक्ट्रोडायनामिक कार्य और भी बहुत कुछ करता है। और यह बहुत संभव है कि डार्क मैटर न्यूक्लियॉन और नाभिक के लिए एक प्रकार की निर्माण सामग्री के रूप में भी काम करता है। ब्रह्माण्ड का लगभग सौ प्रतिशत भाग हाइड्रोजन और हीलियम से बना है। और हर चीज़ बवंडर में घूमती है, तारकीय परमाणु कड़ाहों से जलती है, विस्फोट करती है, ब्लैक होल द्वारा अवशोषित हो जाती है और फिर से पुनर्जन्म लेती है। और यहां तक कि जीवन भी, अज्ञात कैसे, उत्पन्न होता है, विकसित होता है, फैलता है, उच्च बौद्धिक ऊंचाइयों और शिखर तक पहुंचता है, और इस तरह कायम रहता है। इस तथ्य के कारण ऐसा लगता है कि प्रकाश की ऑप्टिकल रेंज (और भगवान ने कहा: प्रकाश होने दो!!!) Rydberg 13.6 eV तक सीमित है।

उदाहरण संख्या 3. आइए हम हाइड्रोजन परमाणु की मुख्य स्थिर कक्षा में इलेक्ट्रॉन की डी ब्रोगली तरंग की ऊर्जा मात्रा का मान निर्धारित करें, अर्थात। n = 1 के लिए। ऐसा करने के लिए, हम सूत्र (4) या (5) का उपयोग करते हैं। रहने दो (5)

हमने जो सूत्र (1) पाया है उसके बिना हम काम नहीं कर सकते। आइए हम (1) में v को v = c/137 = αс से बदलें

एचν = एमसी 2 /137 = αएमसी 2 (10)

और चूँकि (10) में दाईं ओर का अंश 511,000 ईवी की ऊर्जा मात्रा से मेल खाता है, हमें मिलता है

hν = (511000 /137)eV (10a)

यह (स्लाइड नियम पर) लगभग 3730 eV होगा। और तबसे,

ए = (ईएमसी/ एसएन), (11)

फिर n = 2 पर इलेक्ट्रॉन और उसके VDB का ऊर्जा स्तर घटकर लगभग 1865 eV हो जाएगा। लेकिन फिर यह बेतुका, पूरी तरह से बेतुका साबित होता है!!!??? और हम दोहराएंगे. हाइड्रोजन परमाणु के विकिरण स्पेक्ट्रम में ऐसी कोई ऊर्जा नहीं है। हाइड्रोजन परमाणु की संपूर्ण वर्णक्रमीय सीमा, अर्थात्। इसकी संपूर्ण आयनीकरण ऊर्जा है

आर∞ = 13.605 6981 ईवी। (12)

क्या बात क्या बात? आइए इसकी तुलना आवृत्तियों में करें।

आइए हम फोटॉनों और डी ब्रोगली तरंगों की आवृत्तियों (जो उनकी ऊर्जा क्वांटा के बराबर हैं) को व्यक्त करते हैं जो तब उत्पन्न होती हैं जब वीडीबी एक इलेक्ट्रॉन को छोड़ता है (छोड़ता है), दोनों स्वतंत्र रूप से घूम रहे हैं और n = 1 पर कक्षीय हैं। आइए हम उन्हें निम्नानुसार निरूपित करें: ν λ .

ν λ = (с/λ) = (mce 2 /hћ) = c/2πr (13)

यह देखना आसान है कि आवृत्ति प्रति सेकंड इलेक्ट्रॉन की क्रांतियों की संख्या के बराबर है।

आइए हम Rydberg आवृत्तियों ν∞ को उसी प्रकार निरूपित करें

ν ∞ = cR = c(me 2 /4πћ 3 c) = e 2 /4πћr (14)

(13) से (14) का अनुपात हमें दिखाता है कि उनकी नींव ऊर्जा शस्त्रागार पर आधारित है जो आकार में मौलिक रूप से भिन्न हैं

(ν λ / ν ∞) = 2.137 = 2/α (15)

अब आइए (10a) को (15) से विभाजित करें और हाइड्रोजन परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा 13.6 eV प्राप्त करें।

मैं इस पर अपना सिर नहीं लपेट सकता।

और फिर भी, पहला निष्कर्ष यह है: फोटॉन और वीडीबी दोनों की आवृत्तियाँ, मुक्त और ग्राउंड-स्टेट इलेक्ट्रॉन, उसके माता-पिता और वाहक (वीडीबी, इलेक्ट्रॉन द्वारा छोड़े गए या इसे छोड़ने वाले) से वीडीबी के गायब होने के कारण होती हैं। सैद्धांतिक रूप से ऊर्जा शस्त्रागार पर आधारित हैं, जो हाइड्रोजन परमाणुओं की वर्णक्रमीय सीमा में फोटॉनों की ऊर्जा का 2.137 = 2/α गुना है।

टिप्पणी. इंटरनेट पर "फोटॉन क्या है?" पृष्ठ पर देखें। (वहां से मुझे पता चला कि भौतिक विज्ञानी इस सवाल से चिंतित हैं कि फोटॉन का आकार क्या है), और किसी तरह मुझे एफ.एम. कोनारेव का एक लेख "नील्स बोह्र की गलत धारणाएं" मिला।

जैसा कि बाद में पता चला, एफ. कोनारेव को 1993 में इस बेतुकेपन का सामना करना पड़ा। लेकिन वह अधिक गहराई तक नहीं गया, और इसलिए स्पष्ट रूप से निचली कक्षा (एन = 1) में स्थित इलेक्ट्रॉन के ऊर्जा बंधन के परिमाण को निर्धारित करने में असमर्थ था: "इलेक्ट्रॉन की बंधन ऊर्जा ई 1 (नाभिक के साथ - वीएम, नीचे देखें) अपने प्रवास के समय इस परमाणु के पहले ऊर्जा स्तर पर यह हाइड्रोजन परमाणु की आयनीकरण ऊर्जा EJ के बराबर है, अर्थात E 1 = Ej = 13.60 eV। जब एक इलेक्ट्रॉन 10.20 eV की ऊर्जा वाले फोटॉन को अवशोषित करता है और दूसरे ऊर्जा स्तर पर जाता है, तो नाभिक के साथ इसकी बंधन ऊर्जा कम हो जाती है और 3.40 eV के बराबर हो जाती है। स्वाभाविक रूप से, जब एक फोटॉन को एक इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो उनकी ऊर्जाएं जुड़ जाती हैं, और हमें लिखना होगा...: 13.60 + 10.20 = 23.80 (28)।"

और स्पेक्ट्रम 3.40 eV देता है। जैसा कि हम देखते हैं, वह, कोनारेव, अतार्किक ऊर्जा संतुलन का सामना नहीं कर सका जब एक बाहरी फोटॉन ने मुख्य ऊर्जा स्तर के इलेक्ट्रॉन को प्रभावित किया, और वह "क्रोधित" हो गया।

आइए उनकी कई सैद्धांतिक गणनाओं को छोड़ दें और गुस्से को सुनें:

“एक आश्चर्यजनक तथ्य। लगभग सौ वर्षों तक हम मानते रहे कि परमाणु में इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर घूमता है, जैसे कोई ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमता है। लेकिन हाइड्रोजन परमाणु के स्पेक्ट्रम के लिए सूत्रों का नियम... (जो उन्होंने निकाला, लेकिन हमने उन्हें छोड़ दिया क्योंकि हम प्रारंभिक पहलुओं - वीएम) से सहमत नहीं थे, इलेक्ट्रॉन की कक्षीय गति से इनकार करते हैं। इस नियम में इलेक्ट्रॉन की कक्षीय गति के अनुरूप कोई ऊर्जा नहीं है, जिसका अर्थ है कि इसमें ऐसी कोई गति नहीं है।”

इसलिए, एफ. कनारेव ने फैसला किया कि नील्स बोह्र से गलती हुई और इससे विज्ञान और मानवता को नुकसान हुआ। खैर, जाहिरा तौर पर, इन दो दशकों में (1992 से), कई लोगों ने विज्ञान और विश्वदृष्टि की कुछ उपलब्धियों के संस्थापकों के उनके दावों को पढ़ा है। और वे आश्चर्यचकित भी हुए. और इन पंक्तियों का लेखक भी पापपूर्वक इस जाल में फँस गया। जब तक आप इसे कुछ और नहीं कह सकते.

वास्तव में, जब एक फोटॉन के साथ जमीनी अवस्था के परमाणु पर कार्य किया जाता है, तो हम वास्तव में मानते थे कि इस फोटॉन की ऊर्जा पहली, जमीनी अवस्था में स्थित इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा में जुड़ जाती है। लेकिन पता चला कि ऐसा नहीं है. इसे समझाया जा सकता है: इलेक्ट्रॉन इस ऊर्जा स्तर तक वर्णक्रमीय क्षेत्र में ऊर्जा हेरफेर के कारण नहीं पहुंचा, न केवल पहले से उत्तेजित हाइड्रोजन परमाणु के वर्णक्रमीय विकिरण के कारण। वह वहां लगभग उसी तरह पहुंचता है जैसे ग्रह सूर्य और तारों की मांद में पहुंचते हैं। मान लीजिए कि ग्रह पहले अपनी गतिज ऊर्जा से स्वतंत्र था, और जब वह सूर्य के गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र में गिर गया, तो यह पता चला कि उसकी गतिज ऊर्जा, ग्रह, सूर्य की आक्रामक शक्ति पर काबू पाने के लिए पर्याप्त नहीं थी। और उसे पकड़ लिया गया, शायद कुछ अतिरिक्त ऊर्जा के साथ। तो इस मामले में यह हाइड्रोजन परमाणु के साथ विचाराधीन है। गतिज ऊर्जा की अधिकता है, लेकिन यह क्रांतिक ऊर्जा से कम परिमाण की दो कोटि है।

लेकिन जैसा भी हो, यहां एक सादृश्य है: एक हाइड्रोजन परमाणु एक प्रोटॉन-नाभिक और एक इलेक्ट्रॉन से बनता है, जो एक-दूसरे से स्वतंत्र होते हैं, जिसके साथ डी ब्रोगली तरंग होती है। इसके अलावा, इस जोड़ी, इलेक्ट्रॉन और उसके वीडीबी में पहले से ही बराबर गतिज ऊर्जा थी

α.0.511 MeV = ~3730 eV

n=1 कक्षा में इलेक्ट्रॉन की यह ऊर्जा अवस्था (स्तर) अकारण ही जमीनी अवस्था नहीं कहलाती। यह, मुख्य, स्तरों के साथ क्षेत्रों को अलग करने वाली लगभग दुर्गम सीमा के रूप में कार्य करता हैस्तरों वाले क्षेत्र से n = 0.1एन = 2,3,4,…इन क्षेत्रों में, वीडीबी और फोटॉन के गठन और अस्तित्व के नियम मौलिक रूप से भिन्न हैं। हाइड्रोजन परमाणु के वर्णक्रमीय क्षेत्र के बाहर, इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा ई द्वारा गुणा किए गए नियम (11) का पालन करती है।

ईए = (एचν) = एमसी(ई 2 / ћn) = एमसीवी, (16)

वे। मुख्य क्वांटम संख्या के व्युत्क्रम अनुपात में कमी, और वर्णक्रमीय क्षेत्र (n = 2,3,4,...) में - रिडबर्ग के नियम के अनुसार, यानी। (1/एन 2).

ऊपर दिखाया गया था कि ऊर्जा शस्त्रागार कितने अलग हैं, जिसके आधार पर वीडीबी और फोटॉन के गठन (पहले क्षेत्र में) और स्पेक्ट्रा के गठन (दूसरे क्षेत्र में) की भौतिक प्रक्रियाएं उनमें होती हैं। प्रकृति ने, मानो जीवन के उद्भव और उसकी समृद्धि के लिए इच्छित ऊर्जा के शस्त्रागार को अपने निर्जीव भाग की ऊर्जा के शस्त्रागार से अलग कर दिया हो।

यदि मुख्य (संक्षिप्तता के लिए इसे ऐसा कहें) क्षेत्र में वीडीबी और फोटॉन एक प्रोटॉन द्वारा मुक्त इलेक्ट्रॉन को पकड़ने से पहले ही टोरॉयड (डोनट) के रूप में बनते हैं, तो वर्णक्रम में वीडीबी और फोटॉन के आकार के बारे में क्षेत्र - इस सादृश्य पर जोर देने या इसे नकारने का कोई कारण नहीं है। आखिरकार, यह पता चला है कि ऊर्जा के मामले में वे 2.137 गुना (15) कम हैं, लेकिन इसका मतलब यह भी है कि डी ब्रोगली के सूत्र (2) और हमारे (6) के अनुसार उनके आयाम कई गुना बड़े हैं। इसका मतलब यह है कि हम निश्चित रूप से नहीं जानते कि वर्णक्रमीय सीमा में फोटॉन के आकार क्या हैं। हम यह भी नहीं जानते कि किसी परमाणु में ऊर्जा का विभाजन और चुंबकीय प्रवाह की प्रारंभिक मात्रा कैसे होती है। इन कायापलटों का भौतिक तंत्र हमारे लिए अज्ञात है।

प्रयुक्त स्रोत

1. एलेनित्सिन ए.जी., बुटिकोव ई.आई., कोंडराटिव ए.एस. संक्षिप्त भौतिक और गणितीय संदर्भ पुस्तक, एम, "विज्ञान", 1990;

2. मंटुरोव वी.वी. क्रिस्टलीय नाभिकों और नाभिकों से लेकर अभाज्य संख्याओं के वितरण के समाधान तक एम, 2007;

3. मंटुरोव वी.वी. परमाणु बल. समाधान के लिए प्रस्ताव, युवाओं की तकनीक, 02, 2006;

4. मंटुरोव वी.वी. आइए वेक्टर क्षमता के बारे में एक शब्द कहें;

आधुनिक भौतिकी की पद्धति, जो सापेक्षता के सिद्धांत की "छलांग" से उत्पन्न हुई, ने मन में अभूतपूर्व उतार-चढ़ाव पैदा किया है और कई लोगों का उदय हुआ है वैज्ञानिक सिद्धांत, मध्यकालीन विद्वानों की कल्पनाओं के अधिक समान।

उदाहरण के लिए, सापेक्षता के सिद्धांत की आलोचना करने के लिए कुख्यात प्रोफेसर वेनिक (उन्होंने बस इसका उपहास किया), "थर्मोडायनामिक्स" में लिखते हैं - छात्रों के लिए एक पाठ्यपुस्तक: "... क्वांटम यांत्रिकी का एक महत्वपूर्ण दोष मार्गदर्शक विचारों की कमी है इससे हमें कण की संरचना का आकलन करने की अनुमति मिलेगी। नतीजतन फोटॉन जैसा साधारण प्राथमिक कण, असाधारण की श्रेणी में आ गया (यह स्पष्ट रूप से इस तथ्य से सुगम था कि प्रकाश लंबे समय तकतरंग भी माना गया और सूत्र भी इ = एम सी 2 आइंस्टीन). वास्तव में, एक फोटॉन, सिद्धांत रूप में, एक इलेक्ट्रॉन और अन्य प्राथमिक कणों से अलग नहीं है (इसका अंदाजा तस्वीरों से लगाया जा सकता है...)। संपूर्ण सूक्ष्म जगत और उन्हें नियंत्रित करने वाले नियमों की पूरी तस्वीर प्राप्त करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन या फोटॉन की संरचना को समझना पर्याप्त था। के अनुसार सामान्य सिद्धांत(वेनिक - एन.एन.), एक प्राथमिक कण माइक्रोचार्ज का एक समूह है। उत्तरार्द्ध में शामिल हैं: द्रव्यमान (पदार्थ), अंतरिक्ष (मेट्रोन), समय (क्रोनोन), इलेक्ट्रॉन, टर्मोन, प्लैंक स्थिरांक, आदि। विभिन्न प्राथमिक कणों की संख्या असीम रूप से बड़ी है।

इस प्रकार, हम देखते हैं कि कैसे अंतरिक्ष - समय, तरंग - कण, अनिश्चितता का सिद्धांत, द्रव्यमान के समतुल्य - ऊर्जा और अन्य "इकाइयाँ" टर्मोन, मेट्रोन, क्रोनोन और पदार्थों के रूप में नए राक्षसों को उत्पन्न करना जारी रखती हैं। जहाँ तक तस्वीर की बात है, अगर वेनिक को रात में किसी राजमार्ग की तस्वीर दिखाई गई होती, तो उसने उसी तरह से तस्वीर पर हेडलाइट्स का निशान छोड़ते हुए एक कार की "असामान्यता" को परिभाषित किया होता। "तर्क की नींद राक्षसों को जन्म देती है" (गोया)।

"सभी प्राकृतिक घटनाओं का कारण यांत्रिक प्रकृति के विचारों का उपयोग करके समझा जाता है, अन्यथा किसी को भौतिकी में कुछ भी समझने की सारी आशा छोड़नी होगी।" (ह्यूजेंस "प्रकाश पर ग्रंथ")। में भी यही विचार विभिन्न विकल्पअलग-अलग समय के सबसे प्रसिद्ध शोधकर्ताओं और विचारकों द्वारा व्यक्त किया गया: अरस्तू, गैलीलियो, न्यूटन, हुक, डेसकार्टेस, डी'अलेम्बर्ट, फ्रेस्नेल, फैराडे, हेल्महोल्ट्ज़ और कई अन्य। इस प्रकार, मैक्सवेल ने अपने "बिजली और चुंबकत्व पर ग्रंथ" में लिखा: "वर्तमान समय में हम अंतरिक्ष के माध्यम से किसी भौतिक पदार्थ की उड़ान, या गति की स्थिति के अलावा समय में प्रसार (इंटरैक्शन - एन.एन.) को नहीं समझ सकते हैं या एक ऐसे माध्यम में तनाव जो पहले से ही अंतरिक्ष में मौजूद है... वास्तव में, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि समय में ऊर्जा को एक शरीर से दूसरे शरीर में कैसे स्थानांतरित किया जाता है, एक माध्यम या पदार्थ होना चाहिए जिसमें ऊर्जा एक शरीर छोड़ने के बाद स्थित है, लेकिन है अभी तक दूसरे तक नहीं पहुंचा है ... नतीजतन, ये सभी सिद्धांत (तरंग, अंतःक्रिया और विद्युत चुंबकत्व - एन.एन.) एक माध्यम की अवधारणा को जन्म देते हैं जिसमें प्रसार होता है, और यदि हम इस माध्यम को एक परिकल्पना के रूप में स्वीकार करते हैं, तो मुझे लगता है कि इसे एक पर कब्जा करना चाहिए हमारे शोध में प्रमुख स्थान, और प्रत्येक विवरण में इसकी कार्रवाई का मानसिक प्रतिनिधित्व बनाने का प्रयास करना चाहिए; इस ग्रंथ में यही मेरा निरंतर लक्ष्य रहा है।".

लेकिन आइए अब कल्पना करने की कोशिश करें, वेनिक के अनुसार, एक फोटॉन का उद्भव: एक "उत्साहित" इलेक्ट्रॉन कक्षा में उड़ रहा था और उड़ रहा था, और अचानक एक निश्चित "सामान्य सार" उससे अलग हो गया, जो बिना किसी कारण या आधार के इसके लिए, इलेक्ट्रॉन की गति और चक्रीय आवृत्ति की परवाह किए बिना, इसकी दोलन आवृत्ति प्राप्त होती है (ऊर्जा की मात्रा की गणना करने के बाद इसे लेना होगा?), और इसका द्रव्यमान - यह क्या होगा! यहां प्रभाव कारणों से उत्पन्न नहीं होता है, और भौतिक विचार तर्क और यांत्रिकी के नियमों द्वारा समर्थित नहीं हैं। मैक्सवेल के "मानसिक विचार" किस प्रकार के हैं?!

तो, मैक्सवेल का दावा है कि ऊर्जा को दूरी पर केवल दो तरीकों से स्थानांतरित किया जा सकता है: या तो पदार्थ (द्रव्यमान) के साथ, या एक मध्यवर्ती माध्यम के माध्यम से तरंगों द्वारा। अनुमानित अस्तित्व विशेष प्रकारपदार्थ - विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र - भौतिकी में गैर-वैज्ञानिक सोच के प्रवेश का परिणाम है। यह कैलोरी भी नहीं है, जिसने किसी पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं के कंपन की ऊर्जा और साथ ही, थर्मल (विद्युत चुम्बकीय) विकिरण का सफलतापूर्वक वर्णन किया है। यह महज़ प्रकृति के रहस्य के सामने अपनी अज्ञानता और शक्तिहीनता पर पर्दा डालने का एक प्रयास है।

मानव जाति के महान दिमाग इस पहेली से जूझ रहे हैं, प्राचीन ग्रीक, प्राचीन अरबी, प्राचीन भारतीय और प्राचीन चीनी विचारकों से लेकर न्यूटन, हुक, ह्यूजेन्स तक, आधुनिक शोधकर्ताओं तक, जिन्होंने हालांकि प्रकाश के उपयोग में महान उपलब्धियां हासिल की हैं (लेज़र, आदि), लेकिन प्रकाश के अस्तित्व के बारे में उनका ज्ञान अभी भी सत्य से बहुत दूर है।

प्रकाश की प्रकृति पर न्यूटन के विचार बहुत विरोधाभासी और असंगत थे। यद्यपि वह वास्तव में वैज्ञानिक सोच के संस्थापक थे, प्रयोगात्मक और अवलोकन संबंधी तथ्यों की पर्याप्त आपूर्ति के बिना वैज्ञानिक परिकल्पनाओं को आगे बढ़ाने के डर ने उन्हें दूसरे चरम पर ले जाया: विवश सोच और निष्कर्षों में निरंतरता की कमी। इस प्रकार, दूर स्थित पिंडों की परस्पर क्रिया के संबंध में उनके विचारों ने उन्हें एक मध्यवर्ती माध्यम के अस्तित्व के विचार की ओर प्रेरित किया; लेकिन प्रकाश की प्रकृति पर विचार करते समय, उन्होंने इस माध्यम को केवल इसलिए अस्वीकार कर दिया क्योंकि "प्रयोगों की पर्याप्त आपूर्ति नहीं है जिसके द्वारा इस ईथर की क्रिया के नियमों को सटीक रूप से परिभाषित और प्रदर्शित किया जा सके।"

बेशक, उनके समय में, ईथर के गुणों और संरचना पर सवाल उठाना समय से पहले था, क्योंकि प्रकाशिकी, विद्युत चुंबकत्व, परमाणु और आणविक भौतिकी और कई अन्य जैसे विज्ञान भी अनुपस्थित थे। और हमारे समय में भी, परमाणु नाभिक और प्राथमिक कण जैसे विज्ञान अभी भी "कोहरे में तैर रहे हैं।" हम ईथर के बारे में क्या कह सकते हैं - पदार्थ की संरचना में अगला चरण?

हालाँकि, ईथर के गुणों के बारे में अवलोकन, तथ्य, प्रयोग और ज्ञान अधिक से अधिक होते गए, और सभी महान और कुछ हद तक महत्वपूर्ण सिद्धांतकेवल "उसकी कार्रवाई के मानसिक निर्माण" के कारण उत्पन्न हुआ। आइंस्टीन और इन्फेल्ड ने इसे उन सिद्धांतों के निर्माण के लिए "मचान" कहा, जिन्हें सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के अस्तित्व के पक्ष में हटाया जा सकता है। लेकिन अब यह कल्पना करना मुश्किल है कि प्रकाशिकी और विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत जैसे विज्ञान उत्पन्न हुए होंगे सामान्य सिद्धांतसापेक्षता उनके सामने प्रकट हुई।

"तरंग सिद्धांत ने अपनी भविष्यवाणियों की त्रुटिहीन गुणात्मक और मात्रात्मक सटीकता के साथ न्यूटन के बहिर्वाह के सिद्धांत को हरा दिया" (एस. वाविलोव) और इतना ही नहीं। सबसे पहले, स्रोत की गति से प्रकाश की गति की स्वतंत्रता को बहिर्प्रवाह के सिद्धांत द्वारा नहीं समझाया जा सकता है। न्यूटन का मानना था कि फोटॉनों की गति स्रोत की गति में जुड़ जाती है। दूसरे, बहिर्प्रवाह के सिद्धांत ने सघन माध्यम में प्रकाश की गति में वृद्धि की भविष्यवाणी की, और ह्यूजेंस के तरंग सिद्धांत ने इस गति में कमी की भविष्यवाणी की। घने माध्यम में गति मापने पर फ़िज़ौ और फौकॉल्ट द्वारा किए गए प्रत्यक्ष प्रयोगों ने प्रकाश की तरंग प्रकृति की पुष्टि की।

प्रकाश के तरंग सिद्धांत की पुष्टि फैराडे, मैक्सवेल, हर्ट्ज़, लेबेदेव और अन्य शोधकर्ताओं के सैद्धांतिक और प्रायोगिक दोनों कार्यों से हुई। उदाहरण के लिए, मैक्सवेल ने अपने "ग्रंथ..." में लिखा है: "... चमकदार माध्यम, जब प्रकाश इसके माध्यम से गुजरता है, ऊर्जा के एक कंटेनर के रूप में कार्य करता है। ह्यूजेन्स, फ्रेस्नेल, यंग, ग्रीन और अन्य द्वारा विकसित तरंग सिद्धांत में, इस ऊर्जा को आंशिक रूप से संभावित और आंशिक रूप से गतिज माना जाता है। संभावित ऊर्जा को माध्यम के प्रारंभिक आयतन के विरूपण के कारण माना जाता है, और इसका मतलब है कि हमें माध्यम को लोचदार मानना चाहिए। गतिज ऊर्जा को माध्यम की दोलन गति के कारण माना जाता है, इसलिए हमें यह मानना चाहिए कि माध्यम का घनत्व सीमित है। इस ग्रंथ में अपनाया गया बिजली और चुंबकत्व का सिद्धांत दो प्रकार की ऊर्जा के अस्तित्व को पहचानता है - इलेक्ट्रोस्टैटिक और इलेक्ट्रोकेनेटिक, और यह माना जाता है कि वे न केवल निकायों में, बल्कि आसपास के अंतरिक्ष के हर हिस्से में भी स्थानीयकृत हैं। . इसलिए, हमारा सिद्धांत तरंग सिद्धांत के अनुरूप है कि ये दोनों दो प्रकार की ऊर्जा के लिए एक कंटेनर बनने में सक्षम माध्यम के अस्तित्व को मानते हैं।" साथ ही, मैक्सवेल और फैराडे दोनों ने, व्यापक वैज्ञानिक विचारों के लोगों के रूप में, बताया कि ईथर की आवश्यकता न केवल प्रकाश के तरंग सिद्धांत (इलेक्ट्रोडायनामिक्स) के लिए है, बल्कि अंतःक्रियाओं के संचरण के लिए भी है। "राजा की नई पोशाक" - अंतरिक्ष-समय की वक्रता - को देखने की आवश्यकता के परिणामस्वरूप आधुनिक शोधकर्ताओं द्वारा इस बहुत महत्वपूर्ण तर्क को अभी भी नजरअंदाज कर दिया गया है।

कहानीकार एंडरसन ने इसके बारे में इस प्रकार लिखा है: "उन्होंने कुशल बुनकर होने का नाटक किया और कहा कि वे ऐसा अद्भुत कपड़ा बुन सकते हैं, जिसमें एक अद्भुत संपत्ति है - यह किसी भी व्यक्ति के लिए अदृश्य हो जाता है जो गलत जगह पर बैठा है या अभेद्य रूप से मूर्ख है ... "मैं "मैं मूर्ख नहीं हूँ," गणमान्य व्यक्ति ने सोचा। तो मैं जगह से बाहर हूँ? यहाँ आपका समय है! हालाँकि, आप इसे नहीं दिखा सकते!”

एस. वाविलोव ने लिखा: "तरंग सिद्धांत की जीत हुई, ऐसा लग रहा था, यह एक अंतिम जीत है... लेकिन यह जीत बहुत समय से पहले निकली... तरंग सिद्धांत प्रकाश की क्रिया के क्वांटम नियमों के सामने असहाय साबित हुआ। ”

अब हम खुद से पूछते हैं: क्या यह एक तथ्य, कई अन्य तथ्यों के विपरीत, वास्तव में वैज्ञानिकों की राय को इतने नाटकीय रूप से बदल सकता है?! हाँ, विकिरण की विसंगति है; हाँ, फोटॉन एक अखंड कण की तरह उड़ता है। लेकिन क्या हवा में ध्वनि का व्यवहार भी ऐसा ही नहीं है? या इसके विपरीत: क्या विद्युत चुम्बकीय तरंगों का व्यवहार ध्वनि के समान नहीं है?

हर्ट्ज़ और उनके अनुयायियों ने विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आसपास के अंतरिक्ष में संचारित होने की क्षमता को पूरी तरह से देखा गोलाकार तरंगें अंतरिक्ष में स्थानीयकृत नहीं होतीं. (वैसे, उन्हें परिमाणित नहीं किया गया है, जैसा कि आधुनिक प्रकाशक दावा करते हैं, क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों के एक कक्षा से दूसरी कक्षा में कूदने का परिणाम नहीं हैं, बल्कि एक कंडक्टर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की त्वरित गति का परिणाम हैं)। लंबी विद्युत चुम्बकीय तरंगों की इस संपत्ति के लिए धन्यवाद, हम उत्सर्जक के आसपास के क्षेत्र में कहीं से भी टीवी देखते हैं और रेडियो सुनते हैं। हालाँकि, जैसे ही विद्युत चुम्बकीय तरंगों की आवृत्ति बढ़ने की दिशा में एक निश्चित सीमा को पार करती है, विकिरण की एक दिशात्मकता प्रकट होती है।

ध्वनि के साथ भी यही होता है. सच है, ध्वनि के ऐसे गुणों की खोज हाल ही में, अल्ट्रासाउंड के उत्पादन के संबंध में की गई थी। यह पता चला कि अल्ट्रासोनिक तरंगों में तीव्र दिशात्मकता होती है और उन्हें अंतरिक्ष में स्थानीयकृत कण माना जा सकता है। "तरंग सिद्धांत की असहायता" के लिए बहुत कुछ! यह पता चला है कि हर बार जब शोधकर्ता स्वयं कुछ समझाने में असहाय होते हैं, तो वे इसके लिए शास्त्रीय यांत्रिकी को दोषी मानते हैं।

जैसा कि फेनमैन ने दिखाया, दोलनों के नियम आवृत्ति पर निर्भर करते हैं, क्योंकि माध्यम में होने वाली प्रक्रियाओं की प्रकृति इस पर निर्भर करती है। हालाँकि, वह स्वयं केवल दोलनों के समीकरण को प्राप्त करने से संतुष्ट थे जब एक लोचदार तरंग में दबाव और तापमान रुद्धोष्म रूप से बदलते हैं। फेनमैन सहित किसी भी शोधकर्ता ने कणों के औसत मुक्त पथ के सापेक्ष कंपन की उच्च आवृत्तियों पर विचार नहीं किया, जब इस मामले में होने वाली प्रक्रियाएं गर्मी के अवशोषण की ओर ले जाती हैं। इस मामले में, यह बिल्कुल स्पष्ट है कि व्यक्तिगत कणों की गति की दिशाओं के वितरण के कारण दोलन एक गोलाकार तरंग के रूप में फैल नहीं सकता है। इसे केवल तेजी से निर्देशित किया जा सकता है, क्योंकि दोलनों की आवृत्ति कणों के मुक्त पथ की "आवृत्ति" से कम है।

अल्ट्रासाउंड के गुणों के साथ सादृश्य से यह निष्कर्ष निकलता है कि स्थानीयता तरंग सिद्धांत का बिल्कुल भी खंडन नहीं करती है। इसके अलावा, क्या ऐसा नहीं होगा कि हवा धातु की तरह व्यवहार करती है, और अल्ट्रासाउंड में अनुप्रस्थ तरंगें होती हैं?

स्थानीयता के अलावा, फोटॉनों में, रेडियो तरंगों के विपरीत, उनकी उत्पत्ति से संबंधित एक और महत्वपूर्ण गुण होता है: कड़ाई से निर्धारित ऊर्जा। परमाणुओं की संरचना से जुड़े फोटॉन के इस गुण का विस्तार विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पूरे स्पेक्ट्रम तक नहीं होना चाहिए। और यहां, इसके अलावा, फोटॉन ऊर्जा की विशेषता के रूप में प्लैंक स्थिरांक को व्यापक अर्थ में नहीं माना जाना चाहिए, जैसा कि हाल ही में भौतिकी में हर कदम पर किया गया है। प्लैंक स्थिरांक का समय, स्थान और द्रव्यमान की विसंगति से कोई लेना-देना नहीं है।

फोटॉन ऊर्जा की सख्त खुराक के संबंध में, एक नया विज्ञान उभरा - क्वांटम यांत्रिकी, जिसमें शुरुआत से ही अभी भी कई अनसुलझे प्रश्न हैं। पहला: एक परमाणु के इलेक्ट्रॉन, गोलाकार या अण्डाकार कक्षा में घूमते हुए, फोटॉन उत्सर्जित क्यों नहीं करते, हालांकि वे सेंट्रिपेटल त्वरण का अनुभव करते हैं? दूसरा: फोटॉन उत्सर्जन और अवशोषण का तंत्र क्या है?

पहला प्रश्न एक गलत धारणा से संबंधित है जो सभी पाठ्यपुस्तकों में दोहराई जाती है वैज्ञानिक कार्यक्वांटम यांत्रिकी पर. इसलिए, उदाहरण के लिए, सेमेनचेंको के "सैद्धांतिक भौतिकी के चयनित अध्याय" में हम पढ़ते हैं: "इलेक्ट्रॉन लंबे समय तक नाभिक के चारों ओर नहीं घूम सकते हैं, क्योंकि शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के नियमों के अनुसार, प्रत्येक त्वरित गतिशील इलेक्ट्रॉन विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा उत्सर्जित करता है। परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा कम हो जाती है, और अंततः इसे नाभिक पर गिरना पड़ता है। और कायगोरोडस्की ने "सभी के लिए भौतिकी" में एक इलेक्ट्रॉन के नाभिक पर गिरने के समय की भी गणना की - एक सेकंड का सौवां हिस्सा!

मैं पाठक से वेबर के शास्त्रीय इलेक्ट्रोडायनामिक्स के समीकरण को देखने के लिए कहता हूं, जिसमें तीन पद शामिल हैं। पहला शब्द कूलम्ब का नियम है, दूसरा संभावित मंदता के परिणामस्वरूप अंतःक्रिया बल में परिवर्तन है, तीसरा वह है जो विकिरण के हमारे विषय से संबंधित है। यहां हम देखते हैं कि वेबर के सूत्र में शामिल हैं अदिश दूरी मात्रापरस्पर क्रिया करने वाले कणों के बीच। इसका मतलब यह है कि नाभिक और इलेक्ट्रॉन के बीच एक स्थिर दूरी पर, पहला और दूसरा दोनों व्युत्पन्न शून्य के बराबर हैं। इसलिए, इस मामले में कोई संभावित अंतराल नहीं होना चाहिए विकिरण. इसका मतलब यह है कि प्रत्येक त्वरित इलेक्ट्रॉन ऊर्जा उत्सर्जित नहीं करता है। वृत्ताकार कक्षा में घूमने वाले इलेक्ट्रॉन का उत्सर्जन नहीं होना चाहिए! यह आश्चर्यजनक है कि इतनी महत्वपूर्ण गलती पर कितने समय तक ध्यान नहीं दिया गया!

दूसरे प्रश्न का समाधान ह्यूजेंस ने सुझाया था। उन्होंने सुझाव दिया: "प्रकाश उन झटकों के कारण उत्पन्न होता है जो पिंडों के गतिमान कण ईथर के कणों पर लगाते हैं।" तरंग दैर्ध्य के लिए डी ब्रोगली के संबंध के प्रकट होने से पहले, ह्यूजेंस का यह वाक्यांश "हवा में लटका हुआ" प्रतीत होता था। डी ब्रोगली संबंध को स्वयं संबंध की उपस्थिति और डी ब्रोगली तरंगों के परिणामस्वरूप फोटॉन की उपस्थिति दोनों के कारणों का अध्ययन करने का आधार माना जाता था। हालाँकि, बोर्न, हाइजेनबर्ग और बोह्र द्वारा क्वांटम यांत्रिकी की अनिश्चितता के बारे में निष्कर्ष, साथ ही आइंस्टीन द्वारा ईथर की अस्वीकृति ने भौतिकविदों को इस समस्या से दूर कर दिया।

जाहिर है, यह माना जाना चाहिए कि डी ब्रोगली तरंगें कणों के "पुश" आंदोलन की एक वास्तविक प्रक्रिया है, जिसका कारण संभावित विलंब की असमानता है, और फोटॉन ईथर की स्थानीय (अत्यधिक निर्देशित) तरंगों का एक खंड है , शुरुआत में और अंत में थोड़ी अलग दोलन आवृत्ति (वर्णक्रमीय रेखा चौड़ाई) होती है, जो एक स्थिर कक्षा से दूसरे में कूदने पर एक इलेक्ट्रॉन की गति में मंदी से जुड़ी होती है।

क्षमता की मंदता की असमानता के परिणामस्वरूप कणों की झटकेदार गति क्वांटम यांत्रिकी के अन्य प्रश्नों का समाधान हो सकती है - इलेक्ट्रॉन की स्थिर असतत कक्षाओं का अस्तित्व। स्थिर कक्षाएँ स्पष्ट रूप से चक्रीय और झटकेदार दोलनों की प्रतिध्वनि का परिणाम हैं।

इस प्रकार, रूढ़िवादी सापेक्षवादियों के कई मंत्रों के बावजूद कि शास्त्रीय भौतिकी, ईथर, यांत्रिक विचारों, कार्य-कारण और प्रकाश की तरंग अवधारणाओं की ओर वापसी है और नहीं हो सकती है, हमें यह करना होगा, अन्यथा "हमें करना होगा" सारी आशा छोड़ दो कभी भौतिकी में कुछ भी समझ पाओगे"

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अपनी आधुनिक व्याख्या में, क्वांटम परिकल्पना बताती है कि ऊर्जा इकिसी परमाणु या अणु का कंपन बराबर हो सकता है एचν, 2 एचν, 3 एचν, आदि, लेकिन दो लगातार पूर्णांकों के बीच के अंतराल में ऊर्जा के साथ कोई दोलन नहीं होता है जो कि के गुणज होते हैं। इसका मतलब यह है कि ऊर्जा निरंतर नहीं है, जैसा कि सदियों से माना जाता था, लेकिन मात्रा निर्धारित , अर्थात। केवल कड़ाई से परिभाषित अलग-अलग हिस्सों में मौजूद है। सबसे छोटा भाग कहलाता है ऊर्जा की मात्रा . क्वांटम परिकल्पना को एक कथन के रूप में भी तैयार किया जा सकता है कि परमाणु-आणविक स्तर पर, कंपन किसी भी आयाम के साथ नहीं होता है। स्वीकार्य आयाम मान दोलन आवृत्ति से संबंधित हैं ν .

1905 में, आइंस्टीन ने एक साहसिक विचार सामने रखा जिसने क्वांटम परिकल्पना को सामान्यीकृत किया और इसे प्रकाश के एक नए सिद्धांत (फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का क्वांटम सिद्धांत) के आधार के रूप में रखा। आइंस्टाइन के सिद्धांत के अनुसार , आवृत्ति के साथ प्रकाशν न केवल उत्सर्जित, जैसा कि प्लैंक ने माना, लेकिन यह भी पदार्थ द्वारा अलग-अलग भागों (क्वांटा) में फैलता और अवशोषित होता है, जिसकी ऊर्जा. इस प्रकार, प्रकाश के प्रसार को एक सतत तरंग प्रक्रिया के रूप में नहीं माना जाना चाहिए, बल्कि अंतरिक्ष में स्थानीयकृत असतत प्रकाश क्वांटा की एक धारा के रूप में, निर्वात में प्रकाश प्रसार की गति से चलती है ( साथ). विद्युत चुम्बकीय विकिरण की मात्रा कहलाती है फोटोन .

जैसा कि हम पहले ही कह चुके हैं, किसी धातु पर आपतित विकिरण के प्रभाव में उसकी सतह से इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के रूप में प्रकाश के विचार से मेल खाता है, क्योंकि विद्युत चुम्बकीय तरंग का विद्युत क्षेत्र धातु में इलेक्ट्रॉनों पर कार्य करता है और उनमें से कुछ को बाहर निकाल देता है। लेकिन आइंस्टीन ने इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित किया कि तरंग सिद्धांत और प्रकाश के फोटॉन (क्वांटम कॉर्पस्कुलर) सिद्धांत द्वारा अनुमानित फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का विवरण काफी भिन्न है।

इसलिए, हम तरंग और फोटॉन सिद्धांत के आधार पर उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा को माप सकते हैं। इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए कि कौन सा सिद्धांत बेहतर है, आइए हम फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कुछ विवरणों पर विचार करें।

आइए तरंग सिद्धांत से शुरू करें और मान लें प्लेट एकवर्णी प्रकाश से प्रकाशित होती है. प्रकाश तरंग की विशेषता निम्नलिखित मापदंडों से होती है: तीव्रता और आवृत्ति(या तरंग दैर्ध्य). तरंग सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि जब ये विशेषताएँ बदलती हैं, तो निम्नलिखित घटनाएँ घटित होती हैं:

· प्रकाश की तीव्रता बढ़ने के साथ, उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या और उनकी अधिकतम ऊर्जा बढ़नी चाहिए, क्योंकि उच्च प्रकाश तीव्रता का अर्थ है विद्युत क्षेत्र का अधिक आयाम, और एक मजबूत विद्युत क्षेत्र अधिक ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालता है;

इलेक्ट्रॉनों को नष्ट कर दिया; गतिज ऊर्जा केवल आपतित प्रकाश की तीव्रता पर निर्भर करती है।

फोटॉन (कॉर्पसकुलर) सिद्धांत पूरी तरह से कुछ अलग भविष्यवाणी करता है। सबसे पहले, हम ध्यान दें कि एक मोनोक्रोमैटिक बीम में सभी फोटॉनों की ऊर्जा समान (बराबर) होती है एचν). प्रकाश किरण की तीव्रता बढ़ाने का अर्थ है किरण में फोटॉनों की संख्या में वृद्धि, लेकिन यदि आवृत्ति अपरिवर्तित रहती है तो इससे उनकी ऊर्जा पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। आइंस्टीन के सिद्धांत के अनुसार, जब एक फोटॉन धातु से टकराता है तो एक इलेक्ट्रॉन धातु की सतह से हट जाता है। इस स्थिति में, फोटॉन की सारी ऊर्जा इलेक्ट्रॉन में स्थानांतरित हो जाती है, और फोटॉन का अस्तित्व समाप्त हो जाता है। क्योंकि इलेक्ट्रॉनों को धातु में आकर्षक बलों द्वारा रोका जाता है; धातु की सतह से एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए न्यूनतम ऊर्जा की आवश्यकता होती है ए(जिसे कार्य फलन कहा जाता है और, अधिकांश धातुओं के लिए, यह कई इलेक्ट्रॉन वोल्ट के क्रम पर होता है)। यदि आपतित प्रकाश की आवृत्ति ν छोटी है, तो फोटॉन की ऊर्जा और ऊर्जा धातु की सतह से एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए पर्याप्त नहीं है। यदि , तो इलेक्ट्रॉन धातु की सतह से बाहर निकलते हैं, और ऐसी प्रक्रिया में ऊर्जासंरक्षित है, अर्थात फोटॉन ऊर्जा ( एचν) उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा और धातु से इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के कार्य के बराबर है:

(2.3.1)

समीकरण (2.3.1) कहा जाता है बाहरी फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के लिए आइंस्टीन का समीकरण।

इन विचारों के आधार पर, प्रकाश का फोटोनिक (कॉर्पसकुलर) सिद्धांत निम्नलिखित की भविष्यवाणी करता है।

1. प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि का अर्थ है आपतित फोटॉनों की संख्या में वृद्धि, जो धातु की सतह से अधिक इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालते हैं। लेकिन चूँकि फोटॉन ऊर्जा समान है, इलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा नहीं बदलेगी ( की पुष्टिमैं फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव कानून).

2. जैसे-जैसे आपतित प्रकाश की आवृत्ति बढ़ती है, इलेक्ट्रॉनों की अधिकतम गतिज ऊर्जा आइंस्टीन के सूत्र (2.3.1) के अनुसार रैखिक रूप से बढ़ती है। ( पुष्टीकरणद्वितीय फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव कानून). इस निर्भरता का ग्राफ चित्र में प्रस्तुत किया गया है। 2.3.

चावल। 2.3

3. यदि आवृत्ति ν क्रांतिक आवृत्ति से कम है, तो इलेक्ट्रॉन सतह से बाहर नहीं निकलते (III) कानून).

तो, हम देखते हैं कि कणिका (फोटॉन) सिद्धांत की भविष्यवाणियां तरंग सिद्धांत की भविष्यवाणियों से बहुत अलग हैं, लेकिन फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के तीन प्रयोगात्मक रूप से स्थापित कानूनों के साथ बहुत अच्छी तरह से मेल खाती हैं।

आइंस्टीन के समीकरण की पुष्टि 1913-1914 में किए गए मिलिकन के प्रयोगों से हुई। स्टोलेटोव के प्रयोग से मुख्य अंतर यह है कि धातु की सतह को वैक्यूम में साफ किया गया था। आवृत्ति पर अधिकतम गतिज ऊर्जा की निर्भरता का अध्ययन किया गया और प्लैंक स्थिरांक निर्धारित किया गया एच.

1926 में, रूसी भौतिक विज्ञानी पी.आई. लुकिरस्की और एस.एस. प्रिलेज़ेव ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का अध्ययन करने के लिए वैक्यूम गोलाकार संधारित्र की विधि का उपयोग किया। एनोड एक कांच के गोलाकार सिलेंडर की सिल्वर-प्लेटेड दीवारें थीं, और कैथोड एक गेंद थी ( आर≈ 1.5 सेमी) अध्ययनाधीन धातु से, गोले के केंद्र में रखा गया। इलेक्ट्रोड के इस आकार ने वर्तमान-वोल्टेज विशेषता के ढलान को बढ़ाना संभव बना दिया और इस तरह मंदता वोल्टेज को अधिक सटीक रूप से निर्धारित किया (और, परिणामस्वरूप, एच). प्लैंक नियतांक का मान एच, इन प्रयोगों से प्राप्त, अन्य तरीकों (काले शरीर के विकिरण से और निरंतर एक्स-रे स्पेक्ट्रम के लघु-तरंग दैर्ध्य किनारे से) द्वारा पाए गए मूल्यों के अनुरूप है। यह सब आइंस्टीन के समीकरण की शुद्धता का प्रमाण है, और साथ ही फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के उनके क्वांटम सिद्धांत का भी।

थर्मल विकिरण की व्याख्या करने के लिए, प्लैंक ने प्रस्तावित किया कि प्रकाश क्वांटा द्वारा उत्सर्जित होता है। आइंस्टीन ने फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव की व्याख्या करते समय सुझाव दिया कि प्रकाश क्वांटा द्वारा अवशोषित होता है। आइंस्टीन ने यह भी सुझाव दिया कि प्रकाश क्वांटा द्वारा फैलता है, अर्थात। भागों में. प्रकाश ऊर्जा की मात्रा कहलाती है फोटोन . वे। फिर से हम कणिका (कण) की अवधारणा पर आये।

आइंस्टीन की परिकल्पना की सबसे प्रत्यक्ष पुष्टि बोथे के प्रयोग द्वारा प्रदान की गई, जिसमें संयोग विधि का उपयोग किया गया (चित्र 2.4)।

चावल। 2.4

पतली धातु की पन्नी एफदो गैस-डिस्चार्ज काउंटरों के बीच रखा गया एस.सी.एच. पन्नी को एक्स-रे की एक कमजोर किरण द्वारा प्रकाशित किया गया था, जिसके प्रभाव में यह स्वयं एक्स-रे का स्रोत बन गया (इस घटना को एक्स-रे प्रतिदीप्ति कहा जाता है)। प्राथमिक किरण की कम तीव्रता के कारण, फ़ॉइल द्वारा उत्सर्जित क्वांटा की संख्या कम थी। जब क्वांटा काउंटर से टकराया, तो तंत्र चालू हो गया और चलते हुए पेपर टेप पर एक निशान बन गया। यदि उत्सर्जित ऊर्जा को तरंग अवधारणाओं के अनुसार सभी दिशाओं में समान रूप से वितरित किया जाता है, तो दोनों काउंटरों को एक साथ काम करना होगा और टेप पर निशान एक दूसरे के विपरीत होंगे। वास्तव में, अंकों की पूरी तरह से यादृच्छिक व्यवस्था थी। इसे केवल इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि उत्सर्जन की व्यक्तिगत क्रियाओं में प्रकाश कण एक दिशा या दूसरी दिशा में उड़ते हुए दिखाई देते हैं। इस प्रकार विशेष प्रकाश कणों - फोटॉन - का अस्तित्व प्रयोगात्मक रूप से सिद्ध हुआ।

एक फोटॉन में ऊर्जा होती है . दृश्य प्रकाश के लिए, तरंग दैर्ध्य λ = 0.5 µm और ऊर्जा इ= 2.2 eV, एक्स-रे के लिए λ = µm और इ= 0.5 ईवी.