Как рождаются фотоны

Возвращение в физику материальной среды - эфира позволяет отказаться от дуализма природы света с явной границей между волновыми и корпускулярными свойствами. Предлагаемая новая модель фотона позволяет построить плавный переход от колебаний эфира к простейшей массе со своим определённым импульсом.

Главная проблема, с которой не смогла справиться классическая волновая физика в начале двадцатого века, это объяснение группирования (концентрации) энергии в отдельных точках волнового потока энергии – фотонов. Препятствием в построении теории явления фотоэффекта для волновой физики, было постоянство энергии на протяжении всего пути движения фотона.

Волновая физика могла объяснить опыты Лебедева по исследованию давления света, но опыты Столетова А.Г. и Риги А. (Righi) [2, 11], где был обнаружен фотоэффект, не поддавались ни каким объяснениям. Интенсивность света не влияла на начало фотоэффекта. Скорость фотоэлектронов зависела только от частоты излучения. Примитивная гипотеза о раскачивании электронов волнами света оказалась неудачной. Волны теоретически вполне могли вызывать давление света на предметы, но не могли вырвать электрон с поверхности. Волны рассеиваются, и энергия их уменьшается пропорционально квадрату расстояния от центра испускания. В опытах же Столетова было получено, что расстояние до источника света не влияет на величину импульса вылетающих электронов. Это и было основной проблемой волновой физики начала двадцатого века. Эта же проблема подсознательно, в совокупности с другими и привела к отрицанию эфира, как материальной среды.

Но в новой модели образования фотона рассматривается динамическая интерференция в потоке электромагнитных (ЭМ) волн. Источник излучения представляет собой множество микрообъектов, которые испускают ЭМ колебания. Эти колебания имеют различные центры испускания, поэтому при рассеянии сферических волн в пространстве регулярно появляются точки интерференции (сферы пересекаются). Динамика рассеяния такова, что точки интерференции выстраиваются в окружности и прямые линии, соединяясь в регулярные структуры. Эти микроскопические структуры формируются постоянно из новой области (сектора поверхности) волны и в последствии являются вторичными осцилляторами электромагнитных (ЭМ) колебаний.

Интерференция, как наглядное регулярное явление, была описана Юнгом Т. (Young) ещё в 1801 году, а предсказана отцом корпускулярной теории - Ньютоном (Newton) [12, 13], который рассматривал взаимодействие волн на поверхности воды при движении по каналам. Мы же привыкли понимать под интерференцией стационарные структуры во времени и пространстве, которые вызывают ослабления и усиления интенсивности света на демонстрационном экране. Но такие же явления происходят на микроскопическом уровне и в хаотическом порядке. Источник излучения обычно имеет определённые размеры и испускает электромагнитные волны не из одной точки и не одновременно, что непременно вызывает множественную хаотичную интерференцию в окружающем пространстве. В этом хаосе всегда можно предсказать регулярные во времени структуры (живущие в движении), которые образуются при взаимодействии синфазных колебаний электромагнитного поля. Эти точки интерференции обладают огромной энергией и представляют собой не волновые, а асимметричные (не гармонические, одно-фазовые) колебательные изменения электромагнитного поля. Особо следует подчеркнуть, что волновые изменения через определённый промежуток времени (период полуволны) компенсируют "деформации" ЭМ поля. Динамические интерференционные колебательные процессы продолжительно "деформируют" среду (электромагнитное поле) только в одном направлении без волнового компенсирования противоположной фазой.

Следует остановиться на понятии электромагнитного поля. В идее эфира под этим термином подразумевается не мёртвое эйнштейновское поле, а поле из теории Фарадея-Максвелла. Это поле характеризуется электрическим смещением (по Максвеллу (Maxwell) electric displacement), которое существует в диэлектриках, проводниках и в эфире. Лоренц Х. (Lorentz) в изложении теории Максвелла (1904) называл это смещение термином eregung – раздражение [12, 13]. Это смещение заключается в изменении плоскости вращения связанного множества вихрей эфира. Связь вихрей заключается таким образом, что бы систему сделать замкнутой (завершённой). При отсутствии какого - либо воздействия, замкнутая система ограничивается минимальным пространством, минимальным количеством вихревых единиц. При наложении какого - либо действия, замкнутая система множества вращений материи приобретает протяжённый характер и формируется протяжённое ЭМ поле с определённым вектором.

Допустим, что среда распространения колебаний изотропная. Как отмечалось выше, сферы электромагнитных колебаний имеют различные центры испусканий, поэтому при расширении пересекаются и взаимодействуют с другими сферами. Пересечение двух волновых сфер всегда дает окружность интерференции. Взаимодействие (пересечение) сразу трех сфер (в современной физике три кварка) порождает две не симметричные точки интерференции, которые на своей траектории движения формируют протяжённую линейную (в микро масштабе - объёмную) энергетическую структуру. Автор считает приемлемым названием для явления интерференции трех сфер - блок интерференции. Современная физика называет такой блок интерференции фотоном. В хаосе интерференции ЭМ волн (например, от обычного источника света) всегда будут присутствовать регулярные структуры - кольца интерференции, которые расширяются радиально, и блоки интерференции, которые перемещаются по прямой траектории. Рассмотрим детально процесс излучения и интерференции.

Определим амплитуду колебаний на траектории движения точки интерференции и сумму амплитуд в шлейфе вторичных колебаний.

На рисунке 1 изображена схема взаимодействия двух сфер в динамике рассеяния. Точки F₁ и F₂ являются точкам интерференции, соответственно, во время t₁, t₂;

Расстояние, которое пройдёт узел интерференции, больше в сравнении с расстоянием, которое прошла обычная волна:

[F₁ F₂] > [А₁ А₂] (1)
то есть из-за кривизны поверхности образующих волн интерференционные ЭМ-колебания формируются на будущей траектории фотона со скоростью превышающей скорость света. А их вторичные колебания рассеиваются (движутся) в шлейфе. При таком соотношении скоростей распространения начинают работать принципы Маха, сопротивление среды в направлении движения фотона уменьшается (исчезает). Проще говоря, скорость образования (сложения) интерференционных колебаний всегда выше скорости распространения волнового фронта в той же среде. Это связано не со свойствами волн, а с геометрией. Сопротивление среды по направлению распространения вторичных колебаний к точке интерференции уменьшается до нуля (впереди идёт интерференционная волна той же фазы). Среда для рассеяния вторичных ЭМ колебаний перестаёт быть изотропной. При удалении от источника света эта разница в скоростях уменьшается, но волны при таком удалении уже больше напоминают плоскую волну с минимальным коэффициентом рассеяния.

В интерференционных точках при взаимодействии трех сферических колебаний амплитуда суммы деформации ЭМ-поля может изменяться в пределах от нуля до трех максимальных амплитуд, в зависимости какие фазы (φ) интерферируют.

В световом излучении важную роль принадлежит насыщенности ЭМ-поля высокоэнергетическими точками, с амплитудой (А) в блоках интерференционных колебаний равной 3Аφ90° и 3Аφ270°, остальное же пространство занято переходными зонами с меньшими суммарными амплитудами, вплоть до нулевой амплитуды. Свет, который проявляет себя при воздействии на глаз или в фотоэффекте - это высокоэнергетические точки интерференции, где сложились максимальные колебания ЭМ-поля одинаковой фазы. Электро-магнитных волн мы не видим. При хаотическом движении и расположении излучающих микрообъектов не возможно регулярное пересечение в одной движущейся точке более трёх сфер ЭМ-колебаний.

Известно, что рассеяние сферических волн подчиняется зависимости:

А ~ 1/r ; Е ~ 1/r² (2)
где А - амплитуда колебаний, Е - энергия колебаний, r - расстояние до центра сферы.

Нам необходимо определить, что на всем протяжении пути фотона не уменьшается суммарная амплитуда всех синфазных колебаний фотона, проходящих через одну точку пространства. Отсутствие этого объяснения являлось главным недостатком волновой теории света при моделировании фотоэффекта сто лет назад.

Определим количество вторичных колебаний (Nr), попавших в шлейф фотона из точек интерференции (вторичных осцилляторов), которые расположены на траектории движения фотона до точки F₂. Количество точек среды с вторичными колебаниями пропорционально длине пути фотона:

Nr ~ [F F₂] ~ r₂ (3)
где r₂ - расстояние до центра сферы (источника света),
при условии, что расстояние между центрами волновых сфер намного меньше расстояния [F F₂].

Объединив зависимость рассеяния амплитуды- Ar~1/r и зависимость накопления вторичных волн: Nr ~ r , получим, что сумма- ∑An амплитуд в шлейфе (длинне пути)- F₂ фотона на любом расстоянии от источника света будет постоянна:

∑An=Ar·F₂·Nr,
где Ar·F₂ величина амплитуды колебаний любой отдельной точки фотона на расстоянии - r (в пункте F₂ и в шлейфе).

Ar·F₂· Nr ~ r₂ · 1/r₂ = 1;

=> An · Nn ~ const. . (4)

Рисунок 2. Накопление вторичных колебаний в шлейфе фотона

В какой мере уменьшается амплитуда колебаний отдельных точек ЭМ-поля (Ar) при рассеянии, в такой же мере возрастает количество вторичных колебаний (Nr) в шлейфе фотона. Соответственно фотон на всем пути распространения имеет приблизительно одинаковую суммарную амплитуду импульса ЭМ-поля на своей траектории. Следует ещё раз отметить, что выше мы рассматривали в зоне прохождения фотона не ЭМ-волны, а сумму колебаний определённой фазы, которые воздействуют на фотоэлемент (будущий фотоэлектрон) однонаправлено и продолжительно, что и приводит к проявлению фотоэффекта. В эту сумму колебаний входят сумма интерференционных колебаний и сумма колебаний той же фазы вторичных осцилляторов. Все вышесказанное позволяет объяснить свойства фотонов в фотоэффекте, не прибегая к понятию массы фотона.

Рисунок 3. Энергия секторов волн переходит в энергию фотона

В итоге заключаем, что с позиций волновой физики имеется возможность вполне удовлетворительно объяснить фотоэффект, не прибегая к абстрактным понятиям массы в традиционном представлении. Фотон в данной модели рассматривается в виде динамичного микроскопического участка электромагнитного поля, где в результате интерференции синфазных поверхностей волн происходят колебания, имеющие постоянную суммарную амплитуду колебаний на любом удалении от источника света. По мере удаления от источника света фотон поглощает энергию трёх секторов поверхностей ЭМ волн.

Использование волновой модели фотона позволяет по-новому моделировать многие процессы, связанные с превращениями энергии. Проявление импульса фотона, соответственно, и массы фотона не есть что то обособленное от пространства, а есть суммарное проявление движения окружающей материи. Разработка новых способов выделения и потребления большого количества энергии в узком пространстве, как в атомной энергетике, так и лазерной технике требует совершенствования новых подходов к этому явлению.

Изобретены торсионные установки [4, 10, 14, 15, 16] с разнообразными способами получения энергии из окружающего пространства. Все способы основаны на изменении «оптических свойств» эфира, воздуха или жидкости с преломлением волн и колебаний во внутрь рабочего объёма. В одном случае, это может быть воздушный вихрь, с движением вещества и тепла во внутрь конуса вращения, как в трубе Жозефа Ранка (Rank) (1931) [4]. В другом случае, вихрь вокруг электроискровой дуги, в третьем случае, это может быть изменение оптической плотности эфира с преломлением во внутрь при использовании изменяющегося магнитного поля (генератор Хаббарда) [4]. Вышеупомянутые машины могут давать энергии в несколько раз больше, нежели потребляют. Были определены коэффициенты полезного действия этих машин от 150% до 5000%. В настоящее время известны запатентованные изобретения, которые выдают энергии больше, нежели потребляют (авторы некоторых изобретений: Чернетский А.В., Алексеенко В.Е., Котельников В., Грицкевич О., зарубежные изобретатели - Schauberg V., Sweet F., Sholders K.R.) [4, 14, 15, 16].

Установка, имеющая КПД 100% и более, является как бы линзой, преломляющей рассеивающиеся в пространстве ЭМ волны-кварки, которые при преломлении во внутрь вихря снова интерферируют и снова рождают фотоны. Выходящие из системы фотоны направляются в один малого размера световод - трубу или в электроустановке движут колеблющийся эфир, который генерирует электрический ток в катушке индуктивности. Электромагнитные волны-кварки, которые рассеиваются в почти изотропном пространстве и уже не могут регулярно интерферировать, в торсионной установке опять искривляются и порождают новые фотоны. На АЭС это может повысить эффективность работы энергетической установки. А в ядерных исследованиях позволит определить новые свойства вещества и его превращения в энергию.

В вихре вещество по спирали втягивается в воронку. По мере приближения к центру воронки угловая и линейная скорость вращения увеличиваются, что и приводит к увлечению света и преломлению ЭМ колебаний в центр. Движение волн по направлению к центру вихря дополнительно поддерживает вращение среды. Можно сказать, что торсионные установки - это новые оптические линзы на службе цивилизации. Для подтверждения данного предположения в физике есть опыты Физо (Fizeau) 1851 [1, 13], в которых установлено явление увлечения света движущейся средой. При постоянной скорости 7м/с было явно обнаружено увлечение света водой, что подтверждало волновую природу света. Но при движении вещества с ускорением это свойство теоретически должно проявляться в большей мере.

Только в изотропной среде электромагнитные волны рассеиваются радиально. Но, если в светопроводящей среде (даже в вакууме) имеется разность температур или какие либо движения, то среда перестаёт быть изотропной, это вызывает преломление ЭМ колебаний в направлении меньшего сопротивления - импеданса. Не следует считать одним и тем же фотон и колебания, регистрируются и преломляются на границах сред при одинаковых условиях они по-разному. Исключительно в идеальных средах (моделях) распространяются сферические колебания с радиальным рассеянием, в реальном же мире электромагнитные колебания не рассеиваются равномерно радиально и всегда имеют преимущественный вектор рассеяния, т.к. среда (материя) всегда находится в движении. Увеличение амплитуды волны приводит к увеличению импеданса (сопротивления) среды и соответственно, увеличивается степень отражения обратной фазы. Сложение же нескольких колебаний одинаковой фазы с разных направлений (интерференция) приводит к уменьшению импеданса для множества вторичных колебаний, что проявляется в таких явлениях как фотон, солитон, кумулятивный эффект, самофокусировка лазера. Применение волновых представлений о фотоне позволит не только объяснить некоторые малопонятные превращения энергии, но и создать принципиально новые энергетические установки.

1. Fizeau . - Comptes Rendus. 33, p. 351 1851; Ann. chim. et phus. (3) 57, p. 385, 1859

2. Righi A. - Jurn. d. Phys. 7, p. 153, 1888.

C.R. 106, p. 1349, 1888.

3. Thomson W., Kelvin. – On Vortex Atoms.- Phil. Mag. 1867.

4. Ацюковский В.А. Энергия вокруг нас. – М.:Энергопромиздат, 2002.

с. 56 – 73.

5. Вейнберг Б.П. - Ж.Ф.Х.О., 30, с. 142, 1898, 1899; О наиболее вероятном значении скорости распространения возмущений в эфире, ч.1, ч.2, Одесса, 1903. (отдельное переиздание).

6. Второе начало термодинамики. – (Сб. работ С. Карно; В. Томсона; Р. Клаузиуса; Л. Больцмана; М. Смолуховского). ГИТИ, 1934.

7. Герц Г. Принципы механики, изложенные в новой связи. М.: Изд. АН СССР. 1959.

8. Декарт Рене, Избранные произведения. М.: Изд. АН СССР, 1959.

9. Декарт Рене, Космогония. М.-Л.: Изд. ГТТИ, 1934.

10. Опарин Е.Г. Физические основы бестопливной энергетики. – М.: Изд.ЛКИ, 2007. (Relata Refero)

11. Столетов А.Г. Собрание сочинений. - М.-Л.: Гостехиздат, 1939 – 1947. (т. 1 – 3); -- C. R. 106; p.p. 1149, 1593 (1888).

--Ж.Р.Ф.Х.О. 21; с 159, 1889.

12. Уитткер Э. – История теории эфира и электричества. – М. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001

13. Хвольсон О.Д. Курс физики, т. 2, с.203, С-Петербург: Изд. Риккера К.Л., 1911.

14. Акимов А.Е. http://www.trinitas.ru/rus/doc/avtr/00/0246-00.htm

15. Акимов А.Е. - Шипов Г.И. - Теория физического вакуума http://torsionfraud.narod.ru/

16. Алексеенко В.Е. бестопливный магнитный двигатель алексеенко http://www.ntpo.com/ http://www.macmep.ru/alexeenko.htm

17. Трухан А.

http://mastertornado.narod.ru/

20 летие Ядерного общества России

ОАО «АТОММАШЭКСПОРТ», ОАО «Энергомашкорпорация»

Волгодонское отделение Ядерного общества России