Фотон в электрическом поле

Сообщение №52347 от ozes 28 декабря 2007 г. 01:40
Тема: Фотон в электрическом поле

С моей предыдущей задачей благополучно справились всего 2 участника форума - AID и Костя.
Остальные участники форума абсолютно ничего не смогли сделать.
Сегодня я хочу сформулировать для участников форума новую интересную задачу физики.
Формулировка задачи (и ее рещение) чрезвычайно простое.
Задача формулируется примерно так.

Задача.
В однородное электрическое поле с известными характеристиками влетает фотон.
Требуется найти изменение характеристик движения в этом поле.
Следующий рисунок поясняет условие задачи.

Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

Если есть вопросы по формулировке задачи, то я с удовольствием на них отвечу.

Решение задачи - за вознаграждение, которое укажет Модератор форума.


Отклики на это сообщение:

> Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

> Если есть вопросы по формулировке задачи, то я с удовольствием на них отвечу.
> Решение задачи - за вознаграждение, которое укажет Модератор форума.

Может лучше на "Новые теории"?


> Может лучше на "Новые теории"?
Поддерживаю. Конечно, лучше бы ещё подальше.


> Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

Позитроний? При чём тогда здесь фотон? Просто так фотонный пробой вакуума произойти не может. Невозможно одновременно удовлетворить закон сохранения энергии и импульса. Или виртуальные электрон-позитронные пары? Но тогда и поле конденсатора нужно рассматривать с квантовой точки зрения.


> > Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

>

Вероятно мне здесь следует напомнить участникам форума определение фотона.
Под фотоном в общем случае понимается система двух и более вращающихся тел, связанных известными силами взаимного притяжения, и движущимися по круговым траекториям вокруг общего центра вращения (см. анимацию).

Вращение тел фотона взаимосогласовано, и происходит с одинаковой угловой скоростью. Следовательно, угловая скорость вращения фотона вокруг общего центра вращения для всех тел фотона одинакова, и изменение угловой скорости любого одного из тел фотона неизбежно приводит к изменению угловой скорости вращения всего фотона.

Наиболее изученными в физике являются гравитационные и электромагнитные фотоны.
Примерами гравитационных фотонов могут служить: система Земля-Луна, Марс со своими спутниками и другие аналогичные системы.
Например, движение системы Земля Луна выглядит так:

Что же касается электромагнитного фотона то, вследствие одинаковости масс электрона и позитрона, в электромагнитном фотоне электрон и позитрон вращаются практически по одной круговой траектории.

Несложно заметить, что для фотона выполнен постулат Нильса Бора о круговых траекториях движения (при любых условиях движения). То есть, при любых изменениях в окружающих условиях движения фотона, движение внутри системы фотона остается круговым (хотя радиус и угловая скорость фотона могут изменяться).

> Может лучше на "Новые теории"?

Вообще говоря, для решения сформулированной задачи вполне достаточно знания законов Кулона и Ньютона, и предложить свое решение этой задачи могут и школьники.
Никаких нововведений в физику здесь не предполагается.
Но если кто-либо из участников форума пожелает привлечь к решению этой задачи аппарат квантовой механики и теории относительности - то пусть привлекают.


> > Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

> Позитроний? При чём тогда здесь фотон? Просто так фотонный пробой вакуума произойти не может. Невозможно одновременно удовлетворить закон сохранения энергии и импульса. Или виртуальные электрон-позитронные пары? Но тогда и поле конденсатора нужно рассматривать с квантовой точки зрения.

Позитроний - не фотон.
Фотон - это устойчивая система вращающихся тел.
Что же касается позитрония, то время жизни позитрония чрезвычайно мало, и считать позитроний устойчивой системой тел нет никакой возможности.

Если Вы пожелаете решать задачу с позиций квантовой механики, то я ничего против иметь не буду.


Справедливости ради, и для полноты исторической картины, следует вспомнить и про магнитный фотон.

Магнитный фотон - это физические фантазии физиков 19 века.
Существование этого фотона связано с легендой о существовании "магнитных зарядов".
Впоследствии от этой идеи физики отказались, и связали существование "магнитных зарядов" с движением электрических зарядов.
"Магнитных фотонов" до сих пор реально никто не наблюдал.

Здесь нам следует обратить внимание на тот факт, что и гравитационных, и электрических (и магнитных) фотонов в чистом виде в природе тоже не существует.
Например, у "электрических фотонов" есть масса и, следовательно, присутствует гравитационное взаимодействие.
Поэтому, любой электрический фотон является, в свою очередь, и гравитационным.

Аналогично, у всех "гравитационных фотонов", в свою очередь, тоже присутствует магнитное и электрическое поле. Следовательно, и в рамках "гравитационного фотона" тоже присутствует электромагнитное взаимодействие.



>

Мне не очень понятно, что Вы здесь изобразили.
Требуются Ваши комментарии к Вашему решению.
Насколько я понял, в своем решении Вы пожелали воспользоваться последовательным принципом "вмороженности".

Если мое предположение справедливо - то Ваше решение неверное.
К фотонам этот принцип применять нельзя.
Последовательное изменение расстояние между зарядами автоматически приводит к разрыву фотонной связи в процессе решения.


> > Может лучше на "Новые теории"?
> Поддерживаю. Конечно, лучше бы ещё подальше.

Уважаемый Костя!

Ваши эпиграммы у вас получаются лучше физики:

Однажды ozes возомнил себя вдруг физиком великим,
Он ничего учить не стал, а сразу, сходу написал
Огромное число статей с гигантским множеством ошибок
Его увещевали: "Стой! Подумай. Порешай задачи."
Но ozes знал - на том пути его ждут только неудачи.
Он говорил: "Мои статьи вне вашей сферы пониманья."
И постепенно на него не стали обращать вниманья.
С тех пор наш мракобес чудит - вдруг встанет где-то в закоулке
И тявкает на всех вокруг, как та дворняга в переулке.

Хороший слог, правильная размерность и рифма.
Может быть "поэзия" Ваше призвание?

И почему бы Вам не написать хотя бы одну статью по физике?
Что - "слабО"?
Или, хотя бы, интересную задачку сформулировать?
Пока у Вас на "табло" одни "нули".


> С моей предыдущей задачей благополучно справились всего 2 участника форума - AID и Костя.
> Остальные участники форума абсолютно ничего не смогли сделать.
> Сегодня я хочу сформулировать для участников форума новую интересную задачу физики.
> Формулировка задачи (и ее рещение) чрезвычайно простое.
> Задача формулируется примерно так.

> Задача.
> В однородное электрическое поле с известными характеристиками влетает фотон.
> Требуется найти изменение характеристик движения в этом поле.
> Следующий рисунок поясняет условие задачи.

>

> Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

> Если есть вопросы по формулировке задачи, то я с удовольствием на них отвечу.

> Решение задачи - за вознаграждение, которое укажет Модератор форума.

Фотонов в природе не бывает. Некоторые называют фотонами световые электромагнитные колебания. Но свет не отклоняется в электрическом и магнитном поле.
А электрон с позитроном это не фотон. Это может быть осциллятор.


Блин. Вот вынесло алтернативщиков на новогодней волне в приличное место... Один про электрон-позитронные фотоны, другой про то, что фотонов нет...

Так вот, фотоны электромагнитным полем отклоняются.


> Блин. Вот вынесло алтернативщиков на новогодней волне в приличное место... Один про электрон-позитронные фотоны, другой про то, что фотонов нет...

> Так вот, фотоны электромагнитным полем отклоняются.

Уважаемый господин CASTRO!

А кто сказал, что в моей задаче фотоны "не отклоняются"???????????7

Вы решите - а там посмотрим.
Или слабО?


Озес, я это отвечал не Вам . В Вашей будут отклоняться. Хотя это не говорит о том, что Ваша модель фотона правильная.


> Озес, я это отвечал не Вам . В Вашей будут отклоняться.

А разве в однородном поле нейтральная система должна отклониться?
До встречи, AID.


> Так вот, фотоны электромагнитным полем отклоняются.

В вакууме?


> Озес, я это отвечал не Вам . В Вашей будут отклоняться.

Так просто?
Если бы это было так просто, я бы эту задачу не предлагал на форум.


А я вроде про однородное и не говорил. Хотя: на микроуровне и нет никакого однородного поля. Все квантуется.


ыгы


> С моей предыдущей задачей благополучно справились всего 2 участника форума - AID и Костя.
> Остальные участники форума абсолютно ничего не смогли сделать.
> Сегодня я хочу сформулировать для участников форума новую интересную задачу физики.
> Формулировка задачи (и ее рещение) чрезвычайно простое.
> Задача формулируется примерно так.

> Задача.
> В однородное электрическое поле с известными характеристиками влетает фотон.
> Требуется найти изменение характеристик движения в этом поле.
> Следующий рисунок поясняет условие задачи.

>

> Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

> Если есть вопросы по формулировке задачи, то я с удовольствием на них отвечу.

> Решение задачи - за вознаграждение, которое укажет Модератор форума.

Странно, что решений нет.
Я предполагал, что участники форума легко найдут решение этой задачи.
Неужели так сложная задача?
Напоминаю Всем участникам форума, что решение требуется в рамках программы средней школы.


В условии задачи недвусмысленно утверждается, что фотон является электрон-позитронной парой.

С другой стороны, согласно превому пункту правил форума, здесь обсуждаются только общепринятые физические теории.

Поэтому ответ на задачу следующий:
Фотон не является электрон-позитронной парой.

P.S. Ozes,можете не тратить попусту свою слюну, отвечая на это сообщение


> Поэтому ответ на задачу следующий:
> Фотон не является электрон-позитронной парой.

Великий Кулон считал свет электрическими зарадами, связанными силой кулоновского притяжения.
Великий Фарадей тоже связывал свет с электричеством.
Великий Зееман изучал рассщепление фотона как связанную пару зарядов.

Теперь вылазит из своего дремучего подвала микроскопический, никому неизвестный дремучий Костя, и заявляет всем, что "фотон не является ...".

Смешно, однако.



Преломление фотона.



Аннотация.

    Выведена формула преломления света для фотона (корпускулы).

    В статье рассматриваются процессы отражения и преломления света с разных точек зрения.

    Особое внимание уделено корпускулярной точке зрения.


1.1.Краткий исторический обзор темы.



    Закон отражения света был известен уже около 100 года н.э.

    Что же касается закона преломления света, то впервые он был сформулирован голландцем Виллебрордом Снеллиусом в 1621 году
(Willebrord Van Roijen Snell, 1580–1626) .



         Законы Снеллиуса



    1) луч падающий , луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча к границе раздела двух сред, лежат в одной плоскости;

    2) отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для заданной пары двух сред.


    Работа Снеллиуса оставалась неизвестной, пока не были обнаружена Рене Декартом (Rene Descartes (1596 – 1650)), который включил их в свой
фундаментальный труд «Начала философии».

    Известной работа Снеллиуса стала лишь после того, как Гюйгенс в 1703 году опубликовал ее результаты в своей "Диоптрике"(Dioptrica).


    Так началась борьба мнений в естествознании, натуральной философии и физике о "законе преломления света",
так началась война корпускулярных и волновых теорий света, которая продолжается и в современной физике.


    В свою очередь, экспериментальный закон Снеллиуса выполняет роль "лакмусовой бумажки", или судьи,
мнение которого, в зависимости от ситуации, склоняется
то в одну, то в другую сторону.

    То это мнение становится
синим, то постепенно розовеет, и становится красным.

    Кто же победит в этой борьбе мнений?


    Посмотрим на участников этой борьбы.


    Впервые разницу во взглядах обозначили Рене Декарт и Пьер Ферма.



    Рене Декарт (1596-1650) считал, что закон преломления связан с увеличением скорости
движения света в более плотной среде ("Диоптрика", 1637 год).

    Пьер Ферма (1601- 1665) в свою очередь, считал, что закон преломления света, напротив, связан с уменьшением
скорости движения света в более плотной среде (1660 год). Ему же принадлежит и формулировка известного "принципа Ферма" в оптике,
согласно которому действительный путь распространения света из одной точки в другую есть тот путь, для прохождения которого свету требуется
минимальное время по сравнению с любой другой геометрически возможной траекторией движения между теми же точками.

    Так физики разделились на два противоположных лагеря:


          1.Сторонников точки зрения Рене Декарта - Исаак Ньютон (1643 - 1727).

          2. Сторонников точки зрения Пьера Ферма - Христиан Гюйгенс(1629 - 1695) и Роберт Гук (1635 - 1703).



    Первоначально было принято считать правильной точку зрения Рене Декарта и Исаака Ньютона, но после опытов Фуко по измерению
скорости света в воде (1862) возобладала точка зрения Ферма и Гюйгенса .

    В современной физике принято считать правильной точку зрения Ферма и Гюйгенса, а точку зрения Декарта и Ньютона принято считать ошибочной.

    В действительности, равнозначный интерес для современной физики представляют все точки зрения на проблему распространения света.

    Поэтому мы, последовательно и достаточно, подробно рассмотрим
полярно противоположные точки зрения Декарта и Ферма как одинаково интересные и равновесомые.


1.2.Точка зрения Декарта и Ньютона.


    Точка зрения Декарта и Ньютона на вопрос распространения света подробна была изложена Ньютоном в "Оптике" в 1704 году (через год после смерти Гука).

    Полное заглавие книги: «Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света».



    Вероятно, Ньютон побаивался критики Роберта Гука, и уже давно готовую рукопись "Оптики" не решался опубликовать при жизни Гука.

    В предисловии к этой книге Ньютон пишет:

    «Часть последующего рассуждения о свете была написана по желанию некоторых джентльменов
Королевского Общества в 1675 году, послана тогда же секретарю
Общества и зачитана на собраниях. Остальное было прибавлено приблизительно двенадцать лет спустя для дополнения теории, за исключением третьей
книги и последнего предложения второй, взятых из разрозненных бумаг.»


    Формально свою "Оптику" Ньютон написал по схеме "Математических начал натуральной философии":


    - вначале даются определения основных понятий оптики (луча света, углов падения, отражения и преломления).

    - после этого Ньютон дает подробное описание своих опытов, но формулирует эти опыты в виде некоторых
утверждений или теорем (которые, после этого, пытается обосновать логически).


    Наиболее интересным определением Ньютона является определение луча света:


    « ОПРЕДЕЛЕНИЕ I.

    Под лучами света я разумею его мельчайшие части, как в их последовательном чередовании вдоль тех же линий,
так и одновременно существующие по различным линиям.»



    Вероятно здесь Ньютон подразумевает то, что луч свет может распространяться как "сферическим фронтом", так и вдоль одной прямой (последовательно).


    Далее у Ньютона следуют аксиомы:

       АКСИОМА I.

    Углы отражения и преломления лежат в одной и той же плоскости с углом падения.



       АКСИОМА II.

    Угол отражения равен углу падения.



       АКСИОМА III.

    Если преломленный луч возвращается прямо назад к точке падения, он преломится по линии, ранее описанной падающим лучом.



       АКСИОМА IV.

    Преломление из более разреженной среды в плотную происходит по направлению к перпендикуляру, то-есть так, что угол преломления
будет меньше, чем угол падения.



       АКСИОМА V.

    Синус падения точно или очень близко находится в данном отношении к синусу преломления.



    Аксиомы вполне стандартные, и сформулированные задолго до Ньютона.


    Но на этом сходство "Оптики" и "Математических начал натуральной философии" Ньютона почти заканчивается.

    "Натуральная философия" Ньютона оказывается здесь не у дел, и далее Ньютон уже практически не вспоминает ни "Начала",
ни им же самим сформулированные "законы природы" - как будто этих "законов природы" не существует, и свет эти законы Ньютона полностью игнорирует.

    Далее у Ньютона следуют лишь подробные описания различных оптических опытов, и никаких натурально-философских построений и изысканий у Ньютона мы почти
не наблюдаем - за исключением одного места повествования Ньютона.


    Это место находится в предложении VI, теореме 5 (на стр 61- 64).

       «ПРЕДЛОЖЕНИЕ VI. Теорема V.

    Синус падения всякого луча, рассматриваемого отдельно, находится в данном отношении к синусу преломления.»

    Если мы сравним теперь у Ньютона формулировку теоремы V с формулировкой аксиомы V , то обнаружим их полную идентичность, и возникает вопрос:

      
    Зачем Ньютону потребовалось доказывать то, что ранее им же самим было принято и сфоормулировно в виде аксиомы?



    Причина этого заключалась в ответе на вопрос о природе света.


    Как уже было сказано ранее, среди физиков XVII присутствовали две полярно противоположных точки зрения на природу света
- корпускулярная (Декарт, Ньютон и другие) и волновая (Ферма, Гюйгенс, Гук и другие).

    А природа света, и логика движения фотона были, своего рода, природным индикатором (природным судьей),
призванным разрешить спор между разными философскими направлениями и ответить на вопрос о справедливости и правильности "законов природы",
которые Ньютон сформулировал в воих "Математических началах натуральной философии" .

    То есть:

          - либо свет подчиняется "натуральной философии" и законам Ньютона, и тогда эти законы
следует считать справедливыми и правильными;

          - либо свет не подчиняется законам Ньютона, и тогда все формулировки и философские
построения Ньютона следует считать ошибочными.

    Кстати сказать, Роберт Гук (в отличие от Эйнштейна и Нильса Бора, которые в своих теориях вовсе не отрицали справедливость законов Ньютона,
а лишь ограничивали возможность их применения) был последовательным противником Ньютона в этом вопросе, и полностью отрицал как справедливость
формулировок законов Ньютона, так и правильность его натурально-философских измышлений.

    Роберт Гук конструктивно и аргументированно (следует заметить!) критиковал "натуральную философию" Ньютона, и именно по этой причине Ньютон не издавал свою "Оптику"
при жизни Гука, а опубликовал ее лишь через год после его смерти.


    Таким образом, разница между аксиомой V и теоремой V следующая:


    - аксиома V представляла собой экспериментальный закон преломления Снеллиуса, и отражала точку зрения
сторонников волновой природы света (противников Ньютона).

    - теорема V, сформулированная Ньютоном, представляла собой натурально-философские измышления Ньютона, и отражала точку
зрения сторонников корпускулярной теории.


    И хотя, по сути, и теорема и аксиома утверждают одно и то же, но направления у них прямо противоположные, и стоят они по разные стороны баррикад.


    Что же представляет собой эта теорема, и какие философские измышления положил Ньютон в ее формулировку и доказательство?

    Эта теорема Ньютона хотя и признана ошибочной в современной физике, но представляет чрезвычайный интерес
как для всей системы натурально-философских взглядов Ньютона, так и для понимания современного состояния физики. Поэтому и формулировку и доказательство этой
теоремы мы рассмотрим достаточно подробно.

    Повторим формулировку этой теоремы.

          «ПРЕДЛОЖЕНИЕ VI. Теорема V.

    Синус падения всякого луча, рассматриваемого отдельно, находится в данном отношении к синусу преломления.»


    Слова "рассматриваемого отдельно" здесь следует понимать в смысле монохроматического светового луча, содержащего лишь фотоны одного
цвета (только красного, только фиолетового и т.д.).




    Далее по тексту следует краткий обзор и весьма неохотная ссылка Ньютона на предшествующие ему исследования других физиков:




    Что же это за "новейшие писатели", о которых столь неприязненно говорит Ньютон, и почему Ньютону не нравится то, чему они учат.

    Новейшие писатели, имен которых Ньютон не называет в своем тексте, находятся в "ссылке":




    Далее у Ньютона следует весьма туманное описание физического опыта по преломляемости лучей, и лишь через две страницы Ньютон начинает
само доказательство своей теоремы, и излагает свою натурально-философскую точку зрения на вопрос распространения и преломляемости света:




    Вот так вот!


    В результате оказывается, что Ньютон сформулировал теорему, доказательство которой очевидно, доказательством которой он (Ньютон)
"не будет утруждать читателя", и доказательство которой легко найдут математики.

    Математики, само собой разумеется, "засучив рукава", тут же принялись за "легкое" доказательство этой теоремы, и, само собой разумеется,
незамедлительно его получили.


    Вот это "доказательство неизвестного математика без автора" (которое находится здесь же, в "Оптике" Ньютона, в примечании
к этому разделу - примечание 33 к стр.64):




    В результате оказывается, что знаменитая "ошибка Ньютона" самому Ньютону, вроде как, и не принадлежит, и никаких ошибок Ньютон,
вроде как, и не делал. А сама ошибка Ньютона оказывается "плодом фантазии" неизвестного математика.


    Тем не менее, будем считать, что примечания в книге Ньютона никто просто так не писал и, вероятнее всего, с этим решением Ньютон был согласен.

    Все дело в том, что именно это "легкое математическое доказательство без автора" и стало причиной дальнейших многочисленных физических заблуждений,
мифов и ошибок в физике, математике и других науках.


    "Легкая математическая ошибка" неизвестного автора не исправлена в физике до сих пор, хотя с момента написания "Оптики" Ньютоном
прошло уже 300 лет!!!


 

1.3. Ошибался ли Ньютон?



    Уважаемый академик, и известный специалист по оптике Григорий Самуилович Ландсберг в своей книге "Оптика" (Москва, "Наука", 1978, стр.17)
по этому поводу пишет следующее:


«Во времена Ньютона еще не были сделаны прямые измерения скорости света в разных средах.
Поэтому, полученый вывод не мог быть проверен непосредственно.
Впоследствии такие измерения были выполнены (Фуко, 1850 г.) и показали, что скорость света в плотных средах (вода, например) меньше, чем скорость
света в воздухе, тогда как показатель преломления при переходе света из воздуха в воду равен 1,33, то есть, больше единицы.
Таким образом, ньютоново толкование показателя преломления оказывается неправильным.
Однако более углубленный анализ механизма распространения света в веществе показывает, что этот вопрос не столь прост.»



    То есть, вердикт Ландсберга прост - в современной физике принято считать, что Ньютон ошибался при рассмотрении вопроса о преломлении света.


    Другой, не менее известный академик и ученый - Владимир Михайлович Тихомиров в своей книге "Рассказы о максимумах и минимумах"
("Наука", 1986, стр.78) более аккуратен в своих оценках и, по вопросу правильности Ньютона, пишет следующее:



    «О ш и б а ю т с я     л и     г е н и и ? В своей статье в журнале "Квант" (1982, №5, с.11-18) я оставил этот вопрос без ответа.

    Но когда в редакции статью прочитали Андрею Николаевичу Колмогорову, он потребовал, чтобы было написано: «Конечно, ошибаются».

    Да, может быть ошибаются.

    Но вот неожиданный пример - задача Ньютона. Двести пятьдесят лет казалось правдоподобным, что она не имеет физической базы,
а ее решение абсурдно. Но «заблуждение» гения на поверку оказалось его прозрением.

    Словом, не будем торопливы: может статься, что мысль Гения, кажущаяся нам заблуждением, на самом деле несет в себе отпечаток
истины - доступной ему, но еще не открывшейся нам.»



    Так ошибался ли Ньютон в своей натурально-философской модели света, или эта модель так и осталась истиной, "еще не открывшейся нам"?


    Чтобы ответить на эти вопросы, еще раз вернемся к вопросу о преломлении света на границе раздела двух сред.

    Как уже было сказано, на момент издания "Оптики" Ньютона в физике существовали две полярно-противоположные точки зрения на вопрос
распространения и преломления света - корпускулярная (Ньютон, Декарт и другие) и волновая (Ферма, Гюйгенс, Гук и другие).


    Корпускулярная (метафизическая) точка зрения предполагает возможность феноменологического рассмотрения процесса распространения света.

    То есть весь процесс распространения света подчиняется некоторым философским принципам и физическим законам, и на каждом участке своего движения свет
строго соблюдает эти законы и подчиняется им.


    Фактологическая (постулативная, волновая) точка зрения исключает всякую возможность последовательного
распространения процесса распространения и
преломления света, и наделяет свет особой "божественной" способностью двигаться по оптимальному "божественному" пути наименьшего сопротивления,
заведомо не поддающемуся физическому описанию и последовательному физико-математическому анализу.


    Существенным недостатком фактологической точки зрения является то, что при ее принятии мы, фактически, раз и навсегда отказываемся от самой
возможности изучения физического явления как феномена, отказываемся от самой возможности его изучения и последовательного рассмотрения как явления,
состоящего из последовательных частей.

    То есть, в этом случае, рассматриваемой явление мы оказываемся вынуждены рассматривать как "божественный дар", как непостижимую для нас способность света
обладать этим божественным даром.


    Разумеется, фактологическая точка зрения для физики в целом неприемлема, поскольку и саму физику, в этом случае, следует рассматривать
как "божественный дар" с непостижимыми для нас законами движения.


    Тем не менее, фактологическая (божественная) точка зрения является доминирующей в современной физике.

    Примером тому являются и "божественный", непостижимый и необъяснимый "постулат о круговых траекториях движения" квантовой механики Нильса Бора.

    Примером тому является и постулат Эйнштейна о "божественно-постоянной" скорости света в вакууме.

    Примером тому являются и многочисленные физические сказки о том, что "божественные" постулаты Эйнштейна и Нильса Бора невозможно
получить в рамках механики Ньютона.


    Разумеется, все эти утверждения находятся слишком далеко от истины, чтобы их принимать на веру.


    Но вернемся к задаче Ньютона о преломлении света.

    Что из себя представляет разница во взглядах Ньютона и Гука на корпускулярную и волновую природу света с метафизической точки зрения?

    Для ответа на этот вопрос рассмотрим луч света, претерпевающий преломление на границе раздела двух сред.


    Если мы принимаем волновую точку зрения о физической природе света, то возникают следующие проблемы:

        1. Волна способна распространятся лишь в некоторой "упругой среде", которая способна обеспечивать распространение волн.

Отсюда сразу следует, что пространство прозрачных сред и вакуума должно быть заполнено некоторым загадочным веществом - "эфиром", способным распространять свет.

    Но если мы имеем возможность наблюдать и представить себе некоторую прозрачную сплошную среду (вода, стекло и т.д.), то распространение света
в "упругом вакууме" требует слишком богатой физической фантазии и выдумки.

        2. Волна распространяется во все стороны от точки излучения, и скорость распространения волны зависит от свойств пространства,
в котором она распространяется.


    В результате этого оказывается, что фотон вообще не может иметь траекторию движения, и движение фотона полностью подчиняется
свойствам среды, в которой распространяется волновой фотон.

    Отказ от реальной траектории движения фотона, в свою очередь, предполагает лишь возможность ее постулирования в виде равномерного
прямолинейного движения, и обеспечивает переход к геометрической оптике описания такого движения в виде кусочно-прямолинейных траекторий.


    Таким образом, в рамках волновой модели света оказывается вообще невозможным описать процесс преломления света на границе
раздела двух сред (в окрестности точки В), в силу изначального постулата волновой механики об отсутствии реальной траектории движения луча света
в окрестностях точки преломления.


    С этой точки зрения, даже выполненного поверхностного анализа волновой модели света вполне достаточно, чтобы убедиться в ее ошибочности.

    Корпускулярная модель света, в свою очередь, выгодно отличается от волновой модели света, и дает более правильные представления о его движении.

    Но, с другой стороны, до сих пор корпускулярная модель света была неспособна описать описать закон преломления света.

    Вероятно, читатели мне здесь захотят напомнить об интерференции и дифракции - как волновых свойствах света. Но, в действительности интерференция
и дифракция являются таким же неотъемлемым свойством корпускулярного движения, как и волнового. Поэтому, описание интерференции и дифракции с корпускулярной точки
зрения не вызывает никаких проблем.

    Таким образом, сейчас мы, вместе с читателями, устраним эту несправедливость и
недостаток, и получим закон преломления света в рамках корпускулярной теории света.



1.4. Закон преломления света как корпускулы.



    Что же это за решение задачи преломления света на границе раздела двух сред, о котором говорит Ньютон в своей "Оптике" в словах:

    «То же предложение справедливо для всякого движения или вещи, замедляемых в перпендикулярном направлении при их движении
через это пространство, если вместо суммы двух квадратов взять их разность. Математики легко найдут доказательство, поэтому я не буду утруждать им читателя.»




    Действительно ли “математики легко найдут это доказательство”? – как утверждал Ньютон.


    Ведь прошло уже 300 лет, а никто из математиков этого решения до сих пор так и нашел, а вместо решения,
которым Ньютон не захотел “утруждать читателя”, в физике возникло и утвердилось мнение о том, что модель Ньютона ошибочна, и что в рамках
этой модели получить правильное решение задачи преломления невозможно!


    Знал ли правильное решение сам Ньютон?


    Или Ньютон “блефовал”, утверждая, что это решение ему известно, и его “легко найдут” из его “предложений”?


    Действительно ли это решение достаточно простое и даже очевидное?


    Вопросов более чем достаточно.


    Ответов на эти вопросы никто из физиков и математиков до сих пор так и не нашел, несмотря на многочисленные усилия,
и несмотря на всю важность ответов на эти вопросы для всей современной физики и математики.


    И теперь, впервые за 300 лет, мы постараемся вновь найти ответы на эти вопросы, и найдем то, что упорно искали все физики и математики 300 лет.


    Как уже было отмечено ранее, достоверные философские рассуждения Ньютона о физическом механизме преломления света,
весьма скудны и ограничиваются следующей цитатой из “Оптики” Ньютона:




    Следовательно, либо решение задачи преломления, либо ошибка Ньютона, либо и то и другое должно находится именно здесь.


    Выполним метафизический анализ этого текста.


    Подробный анализ отдельных его фрагментов дают возможность нам утверждать, что решение задачи преломления луча света Ньютон,
все-таки, не знал. А решение, которое предлагает нам "неизвестный автор" и Г.С. Ландсберг в своей “Оптике” в качестве “решения Ньютона”, сам Ньютон, вероятнее всего,
правильным не считал. И именно поэтому сам Ньютон уклонился от демонстрации этого решения, пожелав “не утруждать им читателя”.


    Сделать этот вывод дают нам право следующие слова Ньютона:


    “Если какое-либо движение или какой угодно движущийся предмет падает с некоторой скоростью на широкое и тонкое пространство,
ограниченное с обеих сторон двумя параллельными плоскостями, и при своем прохождении через это пространство подвергается в направлении,
перпендикулярном к следующей плоскости, действию некоторой силы, имеющей данную величину на
данном расстоянии от плоскости
… ”
(выделено Ozes’ом).


    Как следует из выделенного текста, Ньютон предполагает здесь возможность воздействия прозрачной плоской среды на луч света
(на корпускулу, или движущийся предмет) на некотором расстоянии от плоскости границы раздела двух сред (здесь мы наблюдаем, так называемую, гипотезу “дальнодействия”,
которая присутствует у Ньютона в его "Началах" в виде гипотезы Всемирного Тяготения, и которая является принадлежностью "натуральной философии").


    То есть, Ньютон здесь предполагает, что луч света начинает преломляться еще до того, как он попал в преломляющую среду
(а не в самой преломляющей среде).

    Но откуда луч света может знать заранее, в какую среду он попадет, и какую среду мы ему приготовили для проведения эксперимента.


    При этом, преломляется этот луч, как пишет Ньютон: “некоторой силой имеющей данную величину на данном расстоянии от плоскости”.

    То есть, Ньютон прекрасно понимает, что такое воздействие не может быть однородным, и присутствовать на любом расстоянии
от преломляющей поверхности.



    Направление этой силы должно быть перпендикулярно преломляющей плоскости, поскольку,
как говорит Ньютон: “… для доказательства этого я должен разделить движение каждого луча на два движения:
одно – перпендикулярное к преломляющей поверхности, другое – ей параллельное, и в отношении перпендикулярного движения
высказать такое предложение… перпендикулярная скорость этого движения или предмета при выходе из данного пространства будет всегда равна корню
квадратному из суммы квадрата перпендикулярной скорости этого же движения … при падении на это пространство и квадрата перпендикулярной
скорости того же движения …, которая имелась бы при выходе, если бы при падении перпендикулярная скорость была бесконечно мала.
То же предположение справедливо для всякого движения или вещи, замедляемых в перпендикулярном направлении при их движении через это
пространство, если вместо суммы двух квадратов взять их разность.”



    То есть, согласно Ньютону, если мы положим некоторый предмет (корпускулу, или луч света) на преломляющую поверхность
(с нулевой скоростью движения на этой поверхности), то этот предмет (корпускула, или луч света) приобретет некоторую скорость в направлении “преломляющей” силы,
перпендикулярной к этой поверхности, в ту или иную сторону.


    Обозначим через V0 – скорость, которую приобретает предмет (или луч света) в результате такого воздействия.

    Тогда, обозначив через V1 – начальную перпендикулярную скорость движения предмета (луча света) при подлете к преломляющей поверхности,

    а через V2 – перпендикулярную скорость предмета (луча света) после преломления,
то результат воздействия преломляющей поверхности на предмет (луч света), согласно Ньютону, следует записывать в виде:





V22 = V12 ± V02




где знак “+” отвечает силе притяжения к преломляющей поверхности, а знак “-“ отвечает силе отталкивания.


    Следующий рисунок поясняет слова и модель рассуждений Ньютона по вопросу преломления света.


    Теперь возникает вполне справедливый вопрос о том, может ли представленная модель Ньютона быть справедливой, и правильно описывать движение луча
света в окрестности точки преломления?




    Достаточно очевидно, что представленная модель Ньютона не может быть правильной.


    Причина этого следующая.

    Несложно заметить, что сила, действующая в направлении движения фотона (или предмета), неизбежно увеличивает или уменьшает его энергию.

    В свою очередь, кинетическая энергия фотона (корпускулы) E
непосредственно связана с его частотой w через постоянную Планка ( E = h * w).

    Следовательно, увеличение энергии фотона должно неизбежно приводить к изменению его частоты (или цвета наблюдаемого луча),
что противоречит наблюдаемым экспериментальным данным.

    А в физике широко известен и хорошо проверен экспериментальный факт, что
монохроматический луч света не меняет своей частоты (цвета) ни при отражении, ни при преломлении луча света.

    Хорошо известно это было и самому Ньютону, и этот вопрос он подробно рассматривает в своей “Оптике”. В частности, на стр.62 он пишет:




    То есть, как говорит здесь Ньютон, показатель преломления одной и той же среды для фотонов разного цвета может быть разным.

    Но в этом случае закон преломления Снеллиуса остается справедлив для фотона каждого цвета в отдельности.

    Отсюда сразу следует, что условие постоянства частоты фотона (и неизменности его цвета) в процессе преломления необходимо
требует ортогональности силы, действующей на фотон, к скорости этого фотона в каждой точке преломляемой траектории движения фотона, то есть,
ортогональности силы к траектории движения (работа внешних сил, в этом случае, равна нулю).



    Вполне очевидно, что этому условию удовлетворяют, по меньшей мере, следующие траектории движения:

    а) круговые траектории движения в случае, когда скорость фотона остается неизменной по величине в каждой точке
траектории движения ( Модель отражения света)

    б) семейство циклоид в том случае, когда луч света движется с постоянным ускорением
(положительным или отрицательным, замедляет или ускоряет свое движение) в каждой точке траектории (Модель преломления света).

    Поскольку окружность является частным случаем циклоиды (при скорости движения центра колеса равной нулю),
то можно утверждать, что и в случае отражения светового луча, и в случае его преломления - траекторией его движения будет
циклоида (при условии постоянства по величине действующей силы).

    Утверждения эти справедливы для случая постоянно действующей силы (или равной нулю). Если же эта зависимость более сложная,
то траектории движения света могут иметь другую форму.


    Следовательно, решения задачи преломления света в корпускулярной модели света будут иметь следующий вид:




    В результате нашего решения мы убедились, что в предположениях корпускулярной теории света фотон действительно выбирает
оптимальную траекторию движения в процессе преломления света, и движется по брахистохроне движения (циклоиде, при постоянной силе).


    Таким образом, наш вывод закона преломления подтверждает правильность гипотезы Ферма о движении света.


    Отличие двух подходов заключается в том, что в рамках корпускулярной теории вопросы преломления и отражения света мы можем рассматривать
детально, наблюдая поведение светового фотона с самого начала своего движения до любой интересующей нас точки траектории движения.


Ozes, 9 января 2008 года.



1. Согласно первому пункту правил, на этом форуме рассматриваются вопросы общепринятой физики.
Критерий разделения официальной (общепринятой) теории и новой теории неофициальной физики: наличие этой теории в курсе физики ВУЗа. Если тема выходит за рамки ВУЗовской программы, то критерий её официальности - публикация в авторитетном специализированном рецензируемом бумажном журнале и наличие положительных ссылок на эту статью другими авторами из таких же авторитетных журналов.

2. Если бы фотон представлял собой электрон-позитронную пару, то его нельзя было бы назвать элементарной частицей. Однако практически во всех вузовских (да и в некоторых школьных) курсах физики, касающихся вопросов физики элементарных частиц, фотон называется чуть ли не первым в списке фундаментальных (не составных) частиц.
В качестве примера приведу наиболее известную вводную книгу Л.Б.Окуня "Физика элементарных частиц", страница 18.

3. В условии задачи недвусмысленно утверждается, что фотон является электрон-позитронной парой. Следовательно условие задачи не соответствует правилам этого форума. Автор задачи не изьявил желания перенести обсуждение своей задачи на форум новых теорий. По всей видимости, автору необходимо рассмотрение приведенной задачи с точки зрения общепринятой физики.

4. Таким образом решение и ответ рассматриваемой задачи сводится к одной короткой фразе:"Фотон не является электрон-позитронной парой".


> 1. Согласно первому пункту правил, на этом форуме рассматриваются вопросы общепринятой физики.

К платным сообщениям это не относится.


> К платным сообщениям это не относится.

A wise man should have money in his head, but not in his heart.
Jonathan Swift

It's no trick to make a lot of money, if all you want to do is to make a lot of money.
Unknown


> 1. Согласно первому пункту правил, на этом форуме рассматриваются вопросы общепринятой физики.
> Критерий разделения официальной (общепринятой) теории и новой теории неофициальной физики: наличие этой теории в курсе физики ВУЗа. Если тема выходит за рамки ВУЗовской программы, то критерий её официальности - публикация в авторитетном специализированном рецензируемом бумажном журнале и наличие положительных ссылок на эту статью другими авторами из таких же авторитетных журналов.

> 2. Если бы фотон представлял собой электрон-позитронную пару, то его нельзя было бы назвать элементарной частицей. Однако практически во всех вузовских (да и в некоторых школьных) курсах физики, касающихся вопросов физики элементарных частиц, фотон называется чуть ли не первым в списке фундаментальных (не составных) частиц.
> В качестве примера приведу наиболее известную вводную книгу Л.Б.Окуня "Физика элементарных частиц", страница 18.

Понятие "элементарного" вовсе не предполагает "унитарность" понятия.
Например:
- "элементарная" геометрия вовсе не означает геометрию, состоящую из одной-единственной теоремы;
- элементарная физика вовсе не означает, что в физике присутствует только один закон, или справедлива только одна точка зрения;
- "элементарность" электрона вовсе не означает, что электрон имеет только "заряд", или только "массу", а не то и другое вместе.
- "элементарность" фотона вовсе не означает, что он "цельный и неделимый".

Слово "элементарность" обозначает цельность смысла, а не "цельность тела".


Да. Тут озес прав. Элементарные частицы - не значит бесструктурные. Любой мезон тоже состоит из пары кварк-антикварк, но относится к элементарным частицам. Бесструктурные частицы обычно называют фундаментальными и фотон к ним, безусловно, относится.



Приведите ссылку хотя-бы на один вузовский или школный курс, где утверждается, что фотон представляет собой электрон-позитронную пару.


>
> Приведите ссылку хотя-бы на один вузовский или школный курс, где утверждается, что фотон представляет собой электрон-позитронную пару.

Видите-ли, уважаемый Костя.
ВУЗовские программы утверждаются Министерством высшего образования, и эти программы одинаковые для всех ВУЗов.
И я не думаю, что в рамках ВУЗовской программы следует задавать и решать вопрос об "элементарности" фотона.


> Да. Тут озес прав. Элементарные частицы - не значит бесструктурные. Любой мезон тоже состоит из пары кварк-антикварк, но относится к элементарным частицам. Бесструктурные частицы обычно называют фундаментальными и фотон к ним, безусловно, относится.

Здесь я с Вами согласен.
Чтобы уверенно говорить о структуре фотона необходимо, в первую очередь, знать конкретное содержание этой структуры.
Поскольку конкретного содержания структуры фотона мы до сих пор уверенно не знаем, то нам ничего другого нам не остается, как считать фотон бесструктурным.
Но время может все изменить.


> С моей предыдущей задачей благополучно справились всего 2 участника форума - AID и Костя.
> Остальные участники форума абсолютно ничего не смогли сделать.
> Сегодня я хочу сформулировать для участников форума новую интересную задачу физики.
> Формулировка задачи (и ее рещение) чрезвычайно простое.
> Задача формулируется примерно так.

> Задача.
> В однородное электрическое поле с известными характеристиками влетает фотон.

> Требуется найти изменение характеристик движения в этом поле.
> Следующий рисунок поясняет условие задачи.

>

> Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.

> Если есть вопросы по формулировке задачи, то я с удовольствием на них отвечу.

> Решение задачи - за вознаграждение, которое укажет Модератор форума.

Ответа на Вашу задачу просто нет, так как Вы, как и многие до Вас толком не представляете, что такое электрон, магнитное и электрическое поле и оперируете теми знаниями, которыми Вас "напичкали". Зайдите на сайт www.paragraf207.com который создан для людей с неординарными взглядами и может быть тогда получите для себя ответ.


Приветствую, сама задача не имеет никакого физического смысла, к чему все это???
Определение фотона http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD

> Фотон, в данном случае, это электрон-позитронная пара, которая связана кулоновским взаимодействием.
- как вы себе вообще это представляете??? О взаимодействии фотона и позитрона даже в школе рассказывают

Успехов!


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100