Третье началоКТД известно как теорема Нернста [121,122], следствием которой является так называемый принцип недостижимости нуля абсолютной темпе­ратуры. 9 страница

Таблица 25

Водород Дейтерий Тритий Водород Дейтерий Тритий Лаймена Лаймена Лаймена

1. 109677,6 109707,4 109717,5

2. 87051,17 87074,82 87082,84

3. 69092,56 69111,33 69117,69

4. 54838,80 54853,70 54858,75

5. 43525,58 43573,41 43541,42

6. 34546,30 34555,66 34558,85

7. 27419,40 27426,85 27429,37 1215,68 1215,35 1215,24

8. 21762,79 21768,71 21770,71

9. 17273,14 17277,83 17279,42

10. 13709,70 13713,42 13714,68

Н 12213,95 12217,27 12218,40 1026,02 1025,74 1025,65

11. 10881,40 10884,35 10885,35

12. 8636,570 8638,916 8639,712

13. 6854,850 6856,712 6857,344 972,55 972,28 972,19

14. 5440.698 5442,176 5442,677

15. 4316,285 4319,458 4319,856 949,13 948,87 948,79

Различие R_н, R_Д, R_Т обусловливает появление различ­ных длин волн одних и тех же линий в спектрах изото­пов водорода. Но вот почему «постоянных» Ридберга так много? Какова причина их индивидуального по ве­личине появления для каждого изотопа? Непонятно. И множество их в квантовой механике принимается как данность, не требующая разъяснения. Однако попробу­ем разобраться в этом вопросе и рассмотрим еще одну «постоянную» Ридберга для «бесконечной» массы R_¥. Она получается теоретически из следующего уравнения [30]:

R_¥ = 2p²m_ee⁴/ch³ = 109737,312 см^-1. (6.18').

Это уравнение, составленное из так называемых «фун­даментальных постоянных», знакомо всем физикам, хоть немного соприкасавшимся с квантовой механикой.

И по формальной логике результат решения уравнения (6.18') R_¥ тоже является величиной постоянной. Но какие параметры скрываются за «фундаментальными постоянными» неизвестно. Неизвестна и физическая сущность этой «постоянной». Известно только, что она связывает энергию электрона в атоме водорода с его главным квантовым числом (истинная постоянная?), что зависит и от массы электрона, и от массы протона и по­тому для каждого элемента имеет определенную коли­чественную величину (т.е. не совсем истинная постоян­ная) и то, что можно получить «постоянную» этих элементов, скорректировав массу протона на массу его ядра. Конечно все эти операции дают близкие к истине значения постоянной, но не проясняют физики явления.

Попробуем разобраться в ней, опираясь на работу [24] и учитывая, что Т.А. Лебедев исходит в них из сущест­вования вещественного эфира и взаимодействия дви­жущихся тел (в частном случае ¾ электрона) с окру­жающим эфиром (который он, следуя традициям физиков, называет вакуумом). Исходя из предположения о том, что к движущемуся объекту подводится энергия, он приравнивает кинетическую энергию движущегося электрона mv² энергии возмущенного вакуума hv.

mv² = h_вaкv (6.19)

Равенство (6.19) с использованием зависимости v = с/l_вак преобразуется в следующее уравнение:

mv²/2 = hс/l_вак. (6.20)

И определяем l_вак:

l_вак = 2hc/mv². (6.21)

Уравнение (6.21) несколько напоминает формулу де Бройля, умноженную на безразмерный коэффициент ¾ удвоенную величину постоянной тонкой структуры a, но описывает оно распространение волн не в пустом ва­кууме, а в вещественном эфире. Возникающий волновой процесс с длиной волны l_вак зависит от взаимодействия движущегося объекта с массой т и скоростью v с веще­ственным пространством. Упростим уравнение (6.21) исходя из предположения о взаимном паритете количественных параметров взаимодействующих тел в опреде­ленной области п атома (табл. 24) и опираясь на КФР:

l_вакn = 2·2pт_пv_na_nc_n/m_nv_n² = 4pa_na, (6.22)

где l_вакп - длина волны, образованной в n-й области эфирного пространства атома от воздействия его ядра. Величина, обратная l_вакn, и является «постоянной» Ридберга для области пространства, определяемой радиусом а_n:

R_¥n = 1/l_вак (6.23)

А теперь вернемся к классическому уравнению (6.18') и убедимся, с помощью КФР, что за «фундаментальны­ми постоянными» скрывается именно уравнение (6.23).

R_¥ = 2p²т_ее⁴/ch³ = 2p²m_em_е²а²v⁴/с8p³т_е³а³v³ = v/c4pa = 1/l_ват.

Уравнение (6.23) без коррекции описывает только ве­личину, обратную длине волны атома водорода на боровской орбите, тогда как уравнение (6.22) справедливо для электронных орбит всех атомов. Поскольку вывод уравнения (6.22) получен Т.А. Лебедевым, считаю воз­можным формулу (6.23) назвать формулой Т.А. Лебедева.

Из формулы Лебедева следует, что длина волны эфира (вакуума) изменяется при переходе из одной области пространства атома в другую (т.е. при изменении радиу­са орбиты электрона). И это изменение есть следствие соответствующего изменения плотности пространства, сопровождающееся пропорциональным изменением как орбитальной скорости электрона, так и скорости света с разницей, равной постоянной тонкой структуры a. И, следовательно, фотоны, движущиеся вблизи поверхно­сти ядра атома (например, на расстоянии а – 10^-14 см) будут иметь скорость большую, чем скорость в вакууме. Покажем это:

аv² =0,529·10^-8·(2,188·10⁸) = 2,53·10⁸ = Å,

отсюда:

с = aÖ(Å/a') = 137,04Ö2,53·10⁸/10^-14 = 2·10¹² см/сек.

Скорость света вблизи поверхности ядра 20 млн. км/сек. и превышает ее же в эфире на два порядка. Это превышение может быть зарегистрировано различными прибо­рами (например, на синхрофазотроне) и не фиксирова­лась она только потому, что такая скорость запрещена постулативно и никто не пытался поставить экспери­мента по проверке постулата. (Имеется информация, что еще большая скорость – 90 млн. км/сек зарегистрирована учеными Принстонского университета в 2000 г.)

Поскольку уравнение расчета длины волны вакуума одно для всех элементов и их изотопов то можно пред­положить, что каждый элемент и изотоп имеют свой ра­диус боровской орбиты и вычислить его по (6.23) для R_Н, R_Д, R_Т:

а_Н = 1/4apR_н = 5,2946544·10^-9 см;

а_Д = 5,2932151·10^-9 см;

а_Т = 5,2927278·10^-9 см.

Таким образом, радиус атома водорода а_н = 5,2946544·10^-9 см уже в четвертом знаке отличается от теоретического радиуса первой боровской орбиты а_b = 5,291775·10^-9 см, а, следовательно, и находящийся на этой орбите электрон будет иметь иную величину пара­метров, включая скорость его движения по орбите.

Так как величина радиусов боровской орбиты водоро­да и его изотопов различна, то и радиусы орбит элек­тронов и их параметры, так же как и усредненные пара­метры радиусов ядер, будут различными. Зная, что поверхность ядра водорода лежит на расстоянии к⁶⁵ от «первого» радиуса, определим радиус ядер данных эле­ментов:

r_н = 1,5904537·10^-15см;

r_д = 1,5900213·10^-15 см;

r_т = 1,5898751·10^-15см.

Естественно, что это усредненные, чисто теоретиче­ские радиусы. Аналогично можно вычислить и про­странственное распределение электронных орбит в ато­ме и по ним рассчитать переходы электронов с орбиты на орбиту и спектральные длины волн испускаемых фо­тонов. Однако для нахождения этих длин радиусы орбит определять не обязательно. Можно обойтись и без урав­нения [142], определяющего длину спектральных линий:

l/l₂₁ = R_¥(1/n₁² - 1/n₂²). (6.24)

Это уравнение получено из условия целочисленного квантования и отображает испускание фотонов электро­нами не со всех электронных орбит, а только с части их, начиная с некоторой случайной 1. И например, у водорода эмпириче­ски фиксируется, почти на поря­док больше спектральных линий, чем то количество, ко­торое объясняется теоретически.

Поскольку уравнение (6.16) определяет пошаговый порядок вычисления спектральных линий каждого эле­мента, а длина шага, есть половина длины стоячей вол­ны, образуемой атомом, то и количество спектральных линий, которые могут быть испущены каждым элемен­том таблицы Менделеева, исчисляется от многих тысяч до десятков тысяч. Фактически наблюдается только не­которая часть из них. Это вызвано тем, что большая часть спектра испускания находится в глубоком ульт­рафиолете, другая часть еще не отождествляется с элементами, которыми она испускается, третья ис­пускается изотопами и не отделена от линий, испус­каемых элементами (так, например, в водородной серии Лаймана присутствует линия дейтерия. А серии Бальме­ра, Пашена и последующие, похоже, водородом не испускаются). И главное ¾ сами спектральные линии ис­пускаются элементами во множестве физических взаимодействий, а приборно замеряются с точной фик­сацией элемента испускания всего несколько видов (в пламени, разрядный, искровой, вероятно плазменный, от звезд ¾ вот, пожалуй, и все) и в очень узкой полосе разрежения, в основном атмосферного. Наконец, от­сутствует теория построения структуры испускания спектральных линий элементами, а существующая квантовая модель не может считаться удовлетвори­тельной уже потому, что не обеспечивает расчета спектральных линий даже такого всесторонне изучен­ного элемента, как водород.

Рассмотрим возможность построения структуры спек­тральных линий водорода не квантовыми методами. Рассмотрение начнем с анализа структуры наиболее известных серий спектральных линий водорода: серий Лаймона, Бальмера, Пашена, Брекета и Пфунда. Серий эти являются в некоторой степени классическими, поскольку рассчитываются методами квантовой механики по обобщенной формуле [148]:

w = R_¥(1/m² - 1/n²), (6.25)

где w - частота излучаемого фотона, R_¥ - «постоянная» Ридберга, m - 1, 2, 3,..., п - т + 1.

И считается, что полученные по формуле (6.25) спек­тральные линии относятся именно к водороду, охваты­вают все его линии, а сами серии являются как бы спектроотображением наличия водорода в структуре то­го элемента, в котором встречается хотя бы несколько линий данных серий. К тому же все они давно уже за­фиксированы спектроскопическими методами.

И все же есть достаточно веские основания для со­мнения в истинности таких представлений. Можно по­казать теоретически, что многие линии данных спектров (кроме линий серии Лаймана) не входят в структуру системы линий, образуемых в результате испускания фотонов атомом водорода. Построим таблицу всех пяти спектральных линий водорода (табл. 26) с использова­нием коэффициента Ридберга R_¥ = 106677,6 и квадрата коэффициента темперированной секунды музыкального ряда k = 1,0594... . Отметим, что две спектральные ли­нии серии Лаймана с длиной волны l = 1215,67 и l' = 1026,02 при умножении на коэффициенты: 4; 2,2449241; 1,7817974; 1,58740105 дают последовательно длины волн линий серий Бальмера, Пашена, Бреккета, Пфунда:

Сер. Сер. Сер. Сер. Сер.

Лаймана Бальмера Пашена Бреккета Пфунда

1,216·10^-5х4=4,863·10^-5х2,245=1,092·10^-4х1,762=1,954·10^-4х1,587 = 3,088·10^-4.

1,026·10^-5х4=4,104·10^-5х2,245=9,213·10^-5х1,762=1,642·10^-4х1,587 = 2,508·10^-4.

(В табл. 26 указаны стрелками.)

Процессы последовательного сквозного перехода ве­личин спектральных линий из одной серии в другую при умножении на коэффициенты, являющиеся степенью одного и того же иррационального числа k = 1.0594... темперированной секунды музыкального ряда. Квадрат k² = (1,0594,..)² = 1,1224... похоже, определяет шаг попе­речной волны, в узлах которой и располагаются электроны числа: 4 = (1,12246)¹²; 2,2449241 = (1Д2246)⁷; 1,7817974 = (1.12246)⁵; 1,58740105 = (1,12246)⁴,… и так далее ..., которые на сегодня не замечены в квантовой механике, случайностью быть не могут и отображают, по всей видимости, такую взаимосвязь между всеми ли­ниями серий, при которой наличие любой линии в спек­тре свидетельствует о существовании смежных, через коэффициенты, линий и в других сериях. А, следователь­но, серии спектральных линий водорода, занесенные в табл.26, по меньшей мере не полны. И если проводить деление всех уже известных линий названных серий, начиная с серии Пфунда, на соответствующие коэффи­циенты, то в столбце каждой последующей серии поя­вятся новые спектральные линии, которые в настоящее время не отождествляются с водородом и будут обна­ружены при анализе уже имеющихся спектрограмм. Но все же основное заключается в том, чтобы понять, ли­нии каких элементов включают в себя серии от Бальмера до Пфунда и почему квантовая механика допускает возможность совмещения в одной серии линий спек­тров, относящихся к другим элементам или изотопам.

Подчеркну, что величина темперированной секунды есть одна двенадцатая степень от числа 2. И в своем степенном возрастании секунда проходит все числа на­турального ряда таким образом, что величина образуе­мых ею чисел близка к числам натурального ряда. Сле­довательно, при знании радиуса любой из орбит атома, последнюю можно обозначить номером 1, что обуслов­ливает нахождение радиусов некоторых других орбит, кратных степени коэффициента k и потому совпадаю­щих с числами натурального ряда, а по ним и многих спектральных линий данного элемента. Именно включе­ние в «постоянную» Ридберга теоретического радиуса боровской орбиты электрона, совпадающей с точно­стью до четвертого знака с фактическим радиусом од­ной из электронных орбит атома водорода и обуслови­ло выявление части спектра водорода в виде спектральных серий, той части, которая соответст­вовала степени чисел натурального ряда и потому ока­залась как бы подтверждением квантовой структуры расположения орбит в атоме. Для других элементов такое совпадение отсутствует, а потому и не удается теоретическое построение спектральных линий этих элементов.

Рассмотрим таблицу спектральных линий от Бальмера до Пфунда, полученную расчетом по формуле (6.16) с использованием коэффициента k = 1,12246... и коэффи­циента Ридберга, равного 109677,5 (табл. 26).

Таблица 26

Таблица 27

Покажу, опираясь на длины волн табл.26, какие спек­тральные линии, отсутствующие в современных спра­вочниках, образуются посредством деления длин сери­альных линий на коэффициенты: 4, 2,2449..., 1,7817..., 1,5874... и т.д. и могут быть обнаружены (табл. 27) при анализе спектров водорода. В сериях табл. 27 полужир­ным шрифтом обозначены длины линий всех известных серий, а простым, те из линий, которые в настоящее время не относятся к спектру водорода.

Вернемся к структуре атома и совокупности стоячих волн, определяющих взаимодействие ядра с электрона­ми, входящими

в состав атома. Собственная пульсация ядра возбуждает в области его поверхности возникнове­ние волн разрежения и сжатия эфира. Возникающая объемная волна имеет два определяющих параметра: продольную и поперечную длину волны. Продольная длина волны l пропорциональна расстоянию от центра ядра до его поверхности, т.е. радиусу атома а, и опреде­ляется произведением; l = 2pа.

Аналогично продольная длина n-й волны равна: l_n = 2pа_n. Особенность продоль­ной волны в том, что она имеет неизменяемую по длине плотность и в момент возникновения отделяется от по­верхности ядра, движется, удлиняясь к периферии ато­ма. Практически в любом месте она представляет собой длину круга единой плотности, не имеющего попереч­ного направления. Вот это поперечное направление, оп­ределяемое удлинением радиуса ядра, и становится «ис­тинной» длиной волны. Истинной потому, что именно в этом направлении происходит чередование сжатий и разрежений эфира, т.е. происходят те качественные из­менения пространства, которые и образуют волну. (На­звание «истинное» дано для того, чтобы не было ассоциации с современным представлением поперечной волны.) Но двигаются они не одни. Навстречу им от других ядер в том же пространстве эфира двигаются истинные волны от окружающих ядер, имея ту же самую длину волны, амплитуду и фазу. (Если параметры волн не сов­падут по количественной величине, то такие ядра пере­мещаются относительно друг друга до тех пор, пока не будет достигнуто совпадение этих параметров.) В ре­зультате сложения движущихся навстречу друг другу сжатий — разрежений эфира все межъядерное про­странство «расчерчивается» стоячими волнами с чере­дующимися узлами и пучностями. То есть само про­странство как бы квантуется стоячими волнами строго определенной поперечной длины, равной через узел длине двух несимметричных полуволн (l_р - ради­альная, рис. 82 ).

Отмечу, что движение поперечных волн происходит в пространстве изменяемой плот-ности эфира и потому гео-метрическая длина волны l_р, находящейся ближе к поверх-ности ядра, будет меньше длины волны l_р1 нахо­дящейся далеко от Рис. 82. ядра (эффект изменения плотности пространства), хотя физическая длина их останется не­изменной.

На сегодняшний день способов определения длины истинной волны, похоже, не найдено. Однако можно полагать, что

длина эта пропорциональна темпериро­ванной секунде k = 1,05964... гармоничной русской мат­рицы, и квадрат этой секунды k² = 1,122462... есть та ве­личина, на которую изменяется радиус ядра DR при пульса-ции, и это изменение становится длиной попе­речной волны. (Однако полной уверенности в этом еще нет и не исключено, что именно коэффициент k, а не его квадрат определяет полную длину истинной волны. То­гда ее приведенный радиус равен: аn = l_n/2p). А истин­ной волны вычисляется по формуле:

l = а_nkⁿ - а. (6.26)

Найдем величину l_n, начиная, например, от боровской орбиты.

Длина полуволны от боровской орбиты во вне равна:

а_бk = 5,292·10^-9·1,059463... = 5,6067·10^-9 см,

l²/2 = а_о - а_бk = 3,1468·10^-10 см.

Аналогично можно рассчитать длину истинной волны в любой области атома. Она разделяется узлом на две части. Узел это та область пространства атома, ко­торую может занимать, а может не занимать («пус­той» узел) один из электронов атома (возможно, не­сколько?). Таким образом, узлы волн «квантуют» пространство электрона пропорционально k, «созда­вая» зону орбитального «обитания» электронов. Воз­можность перемещения электронов на другие орбиты ограничена их собственными свойствами, в первую оче­редь энергией, частотой самопульсации, и пучностями, отделяющими один узел от другого. Эта возможность, похоже, реализуется только в двух случаях, когда изме­нение свойств электрона медленно передвигает его че­рез зону пучности в зону другого узла и он, передвига­ясь, совершает «малый» скачок без испускания кванта, и когда плотность тела электрона превышает порог пере­хода узла (т.е. плотностный порог от a к a'), и происхо­дит испускание фотона «большим» скачком (переход с орбиты на орбиту).

В этом случае электроны, достигнув порога a' (порога четырехмерной плотности), испускают четырехплотностный фотон, и, оставляя тем самым свою «разрыхлен­ную» трехмерную плотность a, перемещаются (точнее «загоняются» напряженностью ядра) на более близкую к ядру орбиту, на ту, где полностью «восстанавливается» их трехмерностность пропорционально коэффициенту Ридберга. Вернемся к нему (6.19) и рассмотрим составляю­щую его структуру:

R_¥ = 1/4paа_б = 1/2al. (6,27)

Из (6.27) ясно, что испускание фотона есть следствие достижения электроном данной орбиты предельной плотности трехмерного состояния 2a (Возможно об­разование внутри электрона трехмерной плотности не­коего керна плотности четырехмерной.) «Сосущество­вание» двух тел различной плотности нарушается, и тело четырехмерной плотности (керн), покидая элек­трон, улетает в виде фотона за пределы атома, а «об­легченный» по плотности электрон перемещается на ту орбиту, которая пропорциональна его вновь «на­бранной» плотности и установившейся длине волны. В этом процессе важно то, что фотон вылетает до начала перемещения электрона на новую орбиту. Именно это обстоятельство сужает ширину спектральной линии фо­тона.

Исходя из уравнения (6.16)

l_np = 1/(R_¥n - R_¥p),

заменив в (6.16) R_¥, на правую часть (6.27) и проведя преобразования, находим классическое (не квантовое) уравнение, определяющее длину волны испускаемого фотона для тех случаев, когда нам известно расстояние от центра ядра до орбиты, с которой испущен фотон а_п, и орбиты, на которую он перемещается а_р:

l_np = 4paa_nа_p/(a_p - a_n). (6.28)

Используя уравнение (6.28),можно по одной из­вестной спектральной линии определить теоретически весь спектр испускаемых некоторым элементом фото­нов и, следовательно, сам элемент. Отмечу, что теоретически испускание фотонов может начинаться электронами с первой от ядра орбиты (электрон после ис­пускания падает на ядро?), со всех последующих орбит, кончая теми электронами, которые обращаются на гра­ничной межатомной зоне. Это, конечно, в случае моно­тонного изменения эфирной плотности от ядра к пери­ферии. Однако и плотность изменяется не монотонно, а скачкообразно, образуя «отграниченные» сферы различ­ной плотности, находящиеся у атомов каждого элемента на различных расстояниях от ядра. А потому электроны элементов «активнее» испускают фотоны в отграничен­ных областях атомов, что и делает спектр каждого эле­мента серийно индивидуальным, а элементы ¾ распозна­ваемыми по спектру.

Особенность предлагаемого метода определения длин волн заключается в том, что он, в принципе, позволяет по одной спектральной линии из любой области спек­тра, используя уравнение (6.28), восстановить всю гам­му остальных спектральных линий и коэффициент, по­добный коэффициенту Ридберга, для данного элемента. Поскольку операция восстановления достаточно проста, опустим ее и вернемся к электронам, находящимся не за пределами атомов, а внутри их. Еще раз отмечу, что плотность эфирного пространства от периферии (ней­тральной зоны) атома к ядру возрастает, что и обуслов­ливает сокращение геометрического расстояния между электронными орбитами и уплотнение тел самих элек­тронов. (Происходит то же самое, что наблюдается у планет Солнечной системы. Более близкие к Солнцу планеты меньшего размера имеют большую поверхно­стную плотность, чем отдаленные.) Понятно поэтому, что именно плотность соответствующего простран­ственного размера определяет все параметры движе­ния электронов и испускаемых ими фотонов. Надо по­лагать, что плотностные условия значительно «замедляют» как процесс накопления энергии для «вы­работки» фотонов-кернов, так и процесс выхода их из ядра в межядерную зону. Естественно при этом, что, двигаясь наружу из внутренней области ядра, фотоны, перемещаясь в пространстве уменьшающейся плотно­сти, изменяют все параметры своей пульсации и поэто­му длина волны фотона, вылетевшего, допустим, из средней области атома в межатомную зону, может быть на несколько порядков больше, чем в области его испус­кания. По формуле (6.28) можно получить длину волны l_n любого фотона в той области атома, в которой он был испущен электроном. Для компенсации плотности эфи­ра и нахождения длины волны фотона в межатомном пространстве необходимо умножить l_n на коэффициент k в степени n, где п - количество длин поперечных волн от места его испускания до межъядерного пространства:

l_р = kⁿl_n.

Эта операция не применяется к фотонам, испущенным водородом за «пределами» атома, потому, что соответ­ствующие орбиты электронов появляются вследствие разрежения атмосферы, изменяющей эфирную плотность атомов водорода и «разуплотняющей» электроны. Изменение пространственной плотности вызывает обра­зование «дополнительных» орбит, как бы во вновь обра­зовавшемся пространстве, за пределами атомного раз­мера, что способствует ускорению испускания фотонов с находящихся на них электронов.

Следует отметить поэтому, что количество электро­нов в атомах веществ может не соответствовать их атомному номеру, поскольку не электроны обусловливают свойст­ва веществ, а их расположение в атоме существенно не влияет на физические и химические характеристики элементов. Всё свойства веществ определяются в пер­вую очередь средней плотностью нейтральных зон, ядер и пространства атомов, их самопульсацией, а также межъядерным расстояни­ем. Плотность и расстояние между ядрами (иначе говоря, плотностные объемы атомов) ¾ вот те факторы, которые определяют прочностные параметры и строят весомые тела.Но это отдельная и большая тема, на которой здесь останавливаться не бу­дем.