Закрузите в свой компьютер статью к.т.н. Кравченко С.В.

К вопросу о силовом взаимодействии протона и электрона в атоме
водорода и возможные значения вектора Умова-Пойнтинга
Кравченко С.В.
Данная статья является продолжением статей, «К вопросу о размере
электрона, об элементарных частицах или что такое тороидально сжатое
фотонное поле», «Размеры гравитона и фотона или уравнения Вселенной»,
«Единое электромагнитное гравитационное поле или дополнение к статье
Немчинова Ю.В.», а также доказательством тороидальной структуры
элементарных частиц (ЭЧ).
Последовательное изложение тороидальной структуры строения, например, простейшего атома водорода, конечно же требует выявления действующих сил, удерживающих систему в состоянии равновесия. В этой связи
обратимся, например, к курсу физики, том 3, издание 1983 г., авторы Астахов
А.В., Ширков Ю.М. , (стр. 30).
И так, известно, что энергия единственного электрона атома водорода
принимается равной: Е = р2/2*mе – q02 /4*π*ε0*r, или с учётом соотношения
неопределённости так (кстати, а почему соотношения «неопределённости»,
скорее всего наоборот, определённости, например, так как ћ*ω = m*с2, или
ω = m*с2/ ћ и λ = 2*π*r = 2*π*с/ ω или r = с/ ω = ћ/ m*с, то m*с*r = ћ, или
окончательно – р*r = ћ): Е = ћ2/2*mе*r2 – q02 /4*π*ε0*r,
(1)
Анализ формулы (1) позволяет предположить, что q02 /4*π*ε0*r = Еэл – это
электрическая энергия взаимодействия ядра атома протона (р) и электрона
(е), что очевидно; ћ2/2*mе*r2 = Ем – магнитная энергия взаимодействия ядра
атома протона и электрона (что не очевидно); Е = Ец.б. = me*c2*α2/2 –
центробежная энергия электрона, где α – постоянная тонкой структуры (α =
1/137). Таким образом, в общем виде для протона и электрона в атоме
водорода можно записать следующее выражение: Ем - Еэл = - Ец.б, или
Еэл = Ем + Ец.б
(2)
Для проверки данного соотношения подставим в (2) числовые данные, при
этом будем иметь в виду, что размер электрона в атоме равен а0:
а0 = 4*π*ћ2*ε0/me*e2 (получается из (1) при условии dE/dr = 0). Кроме того
известно, что e2 = 4*π*ћ*ε0*с*α (получается , например, из тождества –
mе*e4/2*(4*π*ћ*ε0)2 = me*c2*α2/2) и mе*rе = ћ/с, тогда для а0 (в литературе
называется первым боровским радиусом электрона) получим очень простое
и очень важное соотношение:
а0 = 4*π*ћ2*ε0/me*e2 = 4*π*ћ2*ε0/me*4*π*ћ*ε0*с*α = ћ/ me*с*α = rе/ α
(3)
Представляется, что (3) неплохое доказательство тороидальной модели
ЭЧ, рис. 1.
Рис. 1 Структура электрона свободного и электрона в атоме водорода
И так, Еэл = q02 /4*π*ε0*а0 = (1,6*10-19)2/4*π*8,85*10-12*0,529*10-10 =
= 0,0435*10-16 Дж;
Ем = ћ2/2*mе*а02 = (1,054*10-34)2/2*9,11*10-31*(0,529*10-10)2 = 0,0218*10-16 Дж;
Ец.б. = me*c2*α2/2 = 9,11*10-31*9*1016/2*1372 = 0,0218*10-16 Дж.
Как видно из приведенного, действительно - 0,0435*10-16 Дж = 0,0218*10-16 +
+ 0,0218*10-16 Дж. Тогда возникает вопрос.
А действительно, почему не все составляющие в энергетическом выражении (1) поименованы, т.е. конечно понятно, что q02 /4*π*ε0*r – это энергия
взаимодействия электрических зарядов; ћ2/2*mе*r2 – это «кинетическая»
энергия электрона; Е – без особого названия (т.е. дана просто как разность
двух предыдущих энергий).
Общая идея такова, электрон (точнее электронный тороидальный вихрь)
не падает на ядро (протонный вихрь) потому, что это по существу взаимодействие двух кольцевых тороидальных токов Jp и Je, рис.2, текущих в разные
стороны, т.е. тороидальное магнитное поле ядра (протона) отталкивает тороидальное магнитное поле электрона, создавая магнитную силу Fм. По характеру это тоже, что происходит при взаимодействии двух проводников с тока-
ми, текущими в разные стороны. В тоже самое время, токи 1 и 2, токи
протона и электрона, текущие в перпендикулярной плоскости, рис.2б, т.е.
разноимённые заряды, создают силу притяжения Fэл.
а)
б)
Рис.2 Схема структуры системы р+ + е- = атом;
а) Токи Jp и Je, токи, обеспечивающие отталкивание электрона от
ядра и сжатие ядра соответственно (вид сверху на тороид);
б) Токи 1 и 2, токи, обеспечивающие зарядовость протона (р+) и
электрона (е-) и их взаимное притяжение.
И так, известна формула, определяющая магнитное силовое взаимодействие двух параллельных проводников с токами, текущими в разные стороны,
для которых силы отталкивания определяются следующим образом:
FМ = F12 = F21 = μ0*(J1*J2 /2*π*r)*L, где J1 и J2 - токи в проводниках, первом
и втором соответственно; r – расстояние между проводниками; L – длина
взаимодействующих проводников. Для нашего случая (тороид в тороиде)
имеем: FМ = μ0*k*(Jp*Je /2*π*a0)*2*π*a0 = μ0*k*(Jp*Je)
(4)
Далее, так как электронный и ядерный магнетоны определяются соответственно как е*ћ/2*me = Je*π*re2 и е*ћ/2*mp = Jp*π*rp2, то в итоге получим:
(Jp/ Je)*( rp/ re)2 = me/ mp или Jp/ Je = re / rp = mp / me, т.е. Jp = Je*( mp / me) (5).
Для сравнения, числовые значения соответствующих токов (при re =
= 3,86*10-13 м, rp = 2,1*10-16 м) таковы:
Je = е/Т = е*с/2*π*re = 19,8 А; Jp = е*с/2*π*rр = 3,63*104 А.
Таким образом мы имеем следующее конечное выражение для силы FМ:
FМ = μ0*k*( mp / me)*Je2 = μ0*k*( mp / me)*(е2*с2/4*π2*re2).
Далее, убедившись в том, что имеет место (2), т.е. Еэл = Ем + Ец.б,
предположим, что имеет место соответственно силовое выражение, а именно:
F эл = Fм + Fц.б
(6)
Прежде, чем мы проверим (6), определим поправочный коэффициент k из
равенства двух энергий: Ем = ћ2/2*mе*а02 = Fм*а0 = μ0*k*(Jp*Je)*а0, или
k = 0,0218*10-16/ 4*π*10-7*3,63*104*19,8*0,529*10-10 = 0,456*10-7. Тогда для
(6) получим:
Fэл = q02 /4*π*ε0*а02 = (1,6*10-19)2/4*π*8,85*10-12*(0,529*10-10)2 =
= 0,082*10-6 Н;
Fм = (μ0 *Jp*Je)*k = (4*π*10-7*3,63*104*19,8)*0,456*10-7 = 0,041*10-6 Н;
Fц.б. = me*c2*α2/2*a0 = 0,0218*10-16 /0,529*10-10 = 0,041*10-6 Н.
Как видно из приведенного, действительно равенство (6) выполняется!
Таким образом подводя итог выше представленному можно сказать, что
стационарность и устойчивость электрона на орбите атома водорода можно
объяснить силовыми потоками энергии, текущими во взаимно перпендикулярных плоскостях, т.е. тороидальностью любой ЭЧ.
Рассмотрим в общих чертах второй важный момент электромагнитных
потоков.
Известно, что излучение переходит в вещество (элементарные частицы –
ЭЧ) и наоборот, вещество (ЭЧ) переходит в излучение. Это факт.
Следовательно, должна быть связь между параметрами излучения и плотностью вещества. Такое соотношение действительно существует и вот один
из его вариантов,
В опытах Лебедева установлено, что давление видимого света, электромагнитного поля (ЭМП), можно определить из выражения: р = П/с или так:
р = П/с = [E x H]/с = (1/3)*ρ*с2 (7) или, используя рис.3 так,
П = Е / S*t = m*c2/ S*t = ρ*V*c2/ S*t = (1/3)*ρ*S*r*с2 / S*t = (1/3)*ρ*с3. То
же самое можно получить просто по теории размерности. В формулах П –
поток вектора Умова-Пойнтинга (поток энергии в единицу времени через
единицу поверхности); ρ – плотность вещества (материи); S – площадь
поверхности; t – время и т.д.
И, так мы получаем важный результат для анализа: ρ = 3*[E x H]/с3 (8).
Или ρ = 3*В2*ε0 (при Е = В*с = μ0*с*Н).
Рис.3 Плоское изображение потока энергии при рождении или
исчезновении ЭЧ.
1) Из выражения (8) ясно видно, что излучение [E x H], т.е. электромагнитный поток, создаёт вещество (ρ) и соответственно наоборот, рождающееся
вещество создаёт излучение. По всей видимости такой переход излучения в
вещество и вещества в излучение на уровне ЭЧ и есть «вечный» двигатель
Нашей Вселенной.
2) Из (8) также видно, что [E x H] не может быть ни отрицательным ни
нулевым (поток не может стоять на месте, он может течь либо в одну либо в
другую сторону или одновременно в обе. Соответственно, не может быть
нулевой или отрицательной масса (как себе представить массу, например
«–» 10 кг?), а только минимально и максимально возможной (в соответствии
с граничными условиями).
3)Если существует формула (8), то следовательно у любой ЭЧ должна быть
форма.
Формула (8) показывает также, что плотность потока энергии у поверхности Земли в 3,2*105 раз больше, чем в дальнем Космосе, т.е. для физического вакуума Вселенной среднее значение напряжённостей электрического и
магнитного поля соответственно равны: Е ≈ 2,75 В/м; Н ≈ 7,26*10-3 А/м.
Расчётные выражения для определения данных параметров имеют вид:
РВС = Е*H = μ0*с*Н2 = (1/3)*ρ*с3 (при ρ = ρВС = 2,27*10-27 кг/м3). Известно
также, что у поверхности Земли Ез ≈ 124 В/м; Нз ≈ 52 А/м. Эти данные
можно сопоставить с данными , полученными в опыте Лебедева по
определению давления света, т.е. при Р = 5*10-6 Па получим следующее
значение плотности ЭМП:
ρэл = 3*Р/с2 = 3*5*10-6/9*1016 = 1,67*10-22 кг/м3. С другой стороны, через
плотность потока Рэл.= Ез*Нз = 124,4*52,1 = 6483,1 Дж/м2*с, получим:
ρэл = 3* Рэл./с3 = 3*6483,1/27*1024 = 7,2*10-22 кг/м3. Как видим отличие в приведенных величинах составляет небольшую величину, а именно (7,2/1,67) =
= 4,3. Очевидно, что результаты должны были бы совпадать, однако, мы не
учитываем конкретные значения Ез и Нз в условиях эксперимента. Отличие
средней электромагнитной плотности ФВ Вселенной от плотности ФВ у
Земли составляет величину порядка (7,2*10-22/2,27*10-27) = 3,2*105 раз.
Таким образом планеты и звёзды есть сконцентрированные ЭМ поля, т.е.
центры кристаллизации физического вакуума (ФВ).
В заключении отметим, что имеется ещё одно любопытное соотношение
для электрона. А именно, при напряжённости электрического поля электрона, определённого как Ее = е/(4*π*ε0*re2 *α0,5), где α – электромагнитная постоянная (α = 1/137), плотность электронного вихря будет иметь следующее
значение: ρ = 3*Ее2*ε0/с2 = 3,8*106 кг/м3. Если мы теперь разделим полученное значение на 1,5*π ( это та величина на которую объём тороида больше
объёма шара – 2*π2/(4*π/3)), то получим среднюю плотность электронного
тороида – 0,8*106 кг/м3, то же самое , что и из выражения – me*re = ћ/с или
ρе* re4 = (ћ/с)/ 2*π2.