Доклад: Электродинамический расчет фотона
Доклад: Электродинамический расчет фотона
Сергей Алеманов
Иногда
ошибочно считается, что электромагнитные кванты – это всегда микрочастицы
(фотоны), но это неверно, потому что их длина волны может быть любой. Например,
существуют электромагнитные кванты с длиной волны 21см, свойства которых можно
исследовать с помощью обычных радиоантенн, т.е. наблюдать у них электрические и
магнитные потоки индукции. Таким образом, экспериментально подтверждено, что
кванты электромагнитного потока излучения, как и все электромагнитные волны,
имеют полевую структуру, т.е. состоят из электрических и магнитных потоков
(единица измерения электрического потока – Кулон, магнитного – Вебер).
Фотон
– это квант электромагнитного потока излучения, т.е. состоит из кванта
электрического потока и кванта магнитного потока. Дискретность энергии
электромагнитных потоков излучения (квантов света) – это следствие дискретности
энергии электрических и магнитных потоков. В электромагнитной волне энергия
электрического потока всегда равна энергии магнитного потока. Зная частоту
изменения электрического потока индукции, можно найти ток электрического
смещения:
Iсм
= 2ev,
где
e – квант электрического потока (квант количества электричества) 1,602·10–19Кл,
v – частота.
Магнитная
энергия электромагнитного кванта:
Wм
= IсмФ0/2,
где
Ф0 – квант магнитного потока (квант количества магнетизма) 2,068·10–15Вб.
Согласно электродинамике, в поперечной электромагнитной волне электрическая
энергия всегда равна магнитной Wэ = Wм, поэтому полная
энергия электромагнитного кванта равна:
W
= Wэ + Wм = 2Wм = IсмФ0.
Коэффициент
пропорциональности h = 2eФ0 упрощает выражение:
W
= IсмФ0 = 2eФ0v = hv.
Зная
частоту изменения магнитного потока индукции, можно найти ЭДС:
U
= 2Ф0v.
Эффективная
мощность в электромагнитном возмущении:
P
= UIсм = 2Ф0v·2ev = 4eФ0v2.
Протяженность
поперечного возмущения равна половине длины волны, так как в поперечном
возмущении разноименные области расположены поперечно, а не продольно, что
является отличием поперечного возмущения от продольного. Т.е., чтобы найти
энергию, надо умножить мощность на время, равное половине периода:
W = PT/2 = 4eФ0v2/2v = 2eФ0v = hv.
Соотношение
между ЭДС и энергией:
W = 2eФ0v = eU.
1В=1,6022·10–19Дж,
т.е. равен одному электронвольту. Таким образом, квант электромагнитного потока
излучения с ЭДС в один вольт обладает энергией, равной одному электронвольту
(1эВ=1,6022·10–19Дж). Например, в фотоне с длиной электромагнитной
волны 0,5·10–6м:
ток
смещения – 1,921·10–4А;
ЭДС
– 2,480В;
мощность
– 4,764·10–4Вт;
электромагнитная
энергия – 3,972·10–19Дж (в электронвольтах W=2Ф0v=2,480эВ).
Таким
образом, в электромагнитных волнах дискретны токи смещения и энергия
электрических и магнитных потоков. Для их вычисления достаточно знать частоту
электромагнитной волны, величину кванта электрического потока и кванта
магнитного потока, либо вместо них использовать коэффициент пропорциональности
h=2eФ0=6,626·10–34Кл·Вб, представляющий квант
электромагнитного потока излучения, его еще называют квантом действия, изменяя
размерность с Кл·Вб на Дж·с. То, что электродинамика позволяет рассчитывать
дискретные электромагнитные волны – фотоны, не является чем-то необычным,
электродинамика и создана для того, чтобы объяснять и рассчитывать
электромагнитные процессы. Полевое строение фотона и электродинамический расчет
его свойств приведены в [1].
Список литературы
Алеманов
С.Б. Природа электромагнитных частиц и полей.
Алеманов
С.Б. Электрические вихревые несоленоидальные поля. НиТ, 2002.
Гринчик
А. Квантовая модель тяготения. НиТ, 2002.
Эткин
В.А. Классические основания квантовой механики. НиТ, 2001.
Носков
Н.К. Свет, фотоны, скорость света, эфир и другие «банальности». НиТ, 1999.
|