Фотонная теория (продолжение 1).

В  статье  (http://www.ntpo.com/physics/studies/50.shtml) были представлены основные положения фотонной теории  и описаны с ее позиций основные взаимодействия и макромир.  Рассмотрим теперь  микромир.

Фотонная теория. Микромир.

В основных положениях был сделан вывод, что  фотон является основным элементом материи. Все материальные тела состоят из фотонов. Все взаимодействия материальных объектов осуществляются посредством фотонов.

В связи с этим рассмотрим свойства фотона более углубленно, т.к. его свойства будут определять свойства всех материальных объектов. Предложенная ранее модель фотона позволяет  представить его объектом вращения во всех трех ортогональных  плоскостях, рис 1. Причем в плоскостях, параллельных   траектории движения, ось вращения -  это окружность  с радиусом R,  лежащая в  этой плоскости. Центр этой окружности совпадает с центром фотона.

В плоскостях, перпендикулярных   траектории движения, ось вращения -  это прямая  параллельная траектории движения  проходящая через  центр фотона.

Таким образом,  полную энергию  фотона можно представить как сумму кинетической энергии поступательного  и вращательного движения:

,

где w -угловая скорость вращения фотона в плоскостях перпендикулярных   траектории движения.

 Момент инерции  приближенно можно  рассчитать, как для полого цилиндра

 .

Это объясняется тем, что элемент тора , рис.1 , представляет собой тонкое кольцо  максимального радиуса , совпадающего с размером фотона.

Этот элемент  обладает  наибольшей энергией вращательного движения в плоскости перпендикулярной   траектории движения, и наименьшей  в плоскости параллельной   траектории движения. Это означает, что энергией вращательного движения в плоскости параллельной   траектории движения можно пренебречь. С другой стороны сумма энергий вращательного движения каждого  элемента  тора  должны быть равны, так как давление вакуума постоянно. То есть элемент тора , представляющий тонкое кольцо минимального радиуса толщиной , обладает наименьшей  энергией вращательного движения в плоскости перпендикулярной   траектории движения, и наибольшей  в плоскости параллельной   траектории движения. Энергия вращательного движения  для этого элемент тора  в плоскости перпендикулярной   траектории движения равна

Так  как  скорость вращения поверхности тора по оси, совпадающей с направлением движения фотона, равна скорости распространения фотона .

Полная кинетическая  энергия вращательного движения приблизительно  равна: 

Сложив энергии поступательного и   вращательного движения, мы получаем   уравнение  Эйнштейна:

 .

Энергия вращательного движения равна:    

,

 где  - угловая скорость вращения фотона в  плоскости перпендикулярной   траектории движения.

Так как кинетические энергии поступательного и вращательного движения равны, получаем формулу Планка:

где .   

В результате получаем формулу полной энергии фотона  

При различном воздействии на фотон его энергия, масса и частота будут изменяться. Рассмотрим это на примере  учета влияния   скорости движения приемника излучения относительно неподвижного источника. Допустим, что скорость фотона изменилась на очень малую величину

Это приводит к изменению его энергии, массы и частоты вращения

.

Тогда

А полная величина равна интегралу по скорости движения приемника излучения относительно источника

Рассмотрим волновые свойства фотона.

Так как фотон можно представить объектом вращения, то его волновые свойства вызваны прецессией и нутацией, т.е.   колебанием оси вращения, что в свою очередь приводит к наличию волновой составляющей  в траектории движения фотона.  При движении фотона в материальном теле, упорядоченная     структура вещества, например кристаллическая решетка, увеличивает  волновую составляющую, что приводит к уменьшению прямолинейной   составляющей скорости и замедлению скорости прямолинейного  распространения фотона в материальном теле. Так как нутация фотона  зависит от его массы и частоты вращения, а мгновенная скорость не изменяется, скорость прямолинейного распространения фотона в материальном теле будет зависеть от скорости вращения w.

Волновые свойства группы фотонов, так называемой световой волны, возникают за счет способности  фотонов к упорядочиванию. При движении фотона в вакууме остается след, который при наличии волновой составляющей, представляет собой спираль. С этим следом будет взаимодействовать другие фотоны, создавая   упорядоченную волновую структуру  – «поляризованную»  световую волну и интерференцию. При этом возможно взаимодействие не только фотонов  одновременно находящихся в области взаимодействия, но и разделенных временным интервалом.   

Основное взаимодействие фотонов проявляется в создании структур состоящих из пары фотонов.  Эти структуры, вне материального объекта, обладает небольшим временем жизни и свойствами характерными для частиц нейтрино  и антинейтрино, рис.  2. Эти частицы представляют первую группу.

 

 

 

 

 

В области большой концентрации фотонов, двигающихся разнонаправлено, например, в оболочке звезды,  происходит рождение этих частиц. Эти элементы обладают свойствами фотона, однако общая энергия взаимодействия и импульс частицы будет равна разнице энергий и импульсов составляющих ее фотонов. Несмотря на существенное отличие нейтрино от фотона, их свойства похожи, что позволяет ему подобно фотонам  создавать пары и более сложные частицы. Если энергии и  времени жизни частицы достаточно для формирования пограничного слоя, из нейтрино может образоваться протон или позитрон, а  из антинейтрино  антипротон или электрон. При взаимодействии протона, электрона и двух нейтрино образуется нейтрон, а антипротона, позитрона и двух антинейтрино – антинейтрон. 

 Вторая группа частиц – это частицы, имеющие пограничный слой. В основных положениях был сделан вывод, что    пограничный слой определяется взаимодействием фотонов и окружающего вакуума, и в простейшем виде может быть представлен множеством петлеобразных вихрей, огибающих два основных вихря фотонов, и оболочкой пограничного слоя состоящей из множества вихрей сложной формы определяющей взаимодействие петлеобразных вихрей и вакуума. Такой слой формирует устойчивую структуру, обладающую высокой устойчивостью к взаимодействиям и  большим временем  жизни. Эта группа состоит из четырех симметричных  частиц – протон и антипротон, электрон и позитрон, рис.3.

 Пограничный слой  этих частиц определяет гравитационные и  электрические свойства частиц, и способность преобразования в античастицу. Частица может превратиться в античастицу при сильном воздействии на нее в области взаимодействия основных фотонов. При этом пограничный  слой  смещается,  создавая возможность двум основным фотонам поменять ориентацию.

Теперь рассмотрим протон.  В основных положениях была предложена простейшая модель протона   - два фотона, направленных навстречу друг другу и пограничный слой. При движении протона, оси вращения фотонов будут стремиться к  ориентации по направлению движения. Энергия первого  фотона  протона  по направлению движения  будет уменьшаться, а  второго  фотона увеличивается:

Так как

общая энергия протона равна

Так  как две части протона, будут иметь разные массы и частоты вращения, протон приобретет вращательный и поступательный момент. Частота вращения и импульс равны

То есть  энергия, затраченная на создание движения протона, будет не только сохранена протоном, но и определять его прямолинейное поступательное движение. Так   можно объяснить инерцию протона. Полученные выше формулы не учитывают влияния пограничного слоя и для больших скоростей протона требуют уточнения. Для частиц без пограничного  слоя, например нейтрино и антинейтрино, они будут актуальны.

Так как при движении протон приобретает   вращательный и поступательный момент,  то пограничный слой протона тоже будет вращаться, и частота его вращения  тоже будет  зависеть от скорости движения. Кроме того, вращение пограничного слоя, а значит и вращение электрического и гравитационного  полей, зависит от скорости движения. Оценить вращение пограничного слоя можно представив, что за пределами  сферы вокруг протона  радиусом 300000 км, его действие незначительно. Тогда при максимально возможной  скорости протона  и при максимально возможной  скорости движения пограничного слоя, приближающейся к скорости света, частота вращения пограничного слоя будет равна 1. То есть

Рассмотрим гравитационное поле протона.

 Так как это поле определяется пограничным слоем, то при движении протона,  кроме радиальной составляющей гравитационного поля появиться тангенциальная. На рис.4 представлена  картина силовых линий вращающегося гравитационного поля  протона, с  учетом его конечного распространения, в плоскости перпендикулярной траектории движения. 

 Напряженность гравитационного  поля протона  имеет две составляющих: радиальную Gr и тангенциальную Gt. В случае если скорость протона постоянна и  значительно  меньше скорости света,  и на небольших  расстояниях от частицы, радиальная составляющая  равна

,

а тангенциальная  прямо пропорциональна  частоте вращения w, а значит и скорости движения V протона:

где  для конечного распространения гравитационного поля ,

.

В результате интегрирования по  получаем:

,

где   это угол между вектором скорости и направлением на точку измерения.Подставив вместо , получаем:

.

Рассмотрим влияние скорости движения протона в плоскости параллельной траектории движения. На рис. 5 представлена  картина силовых линий гравитационного поля  протона, с  учетом его конечного распространения.

Тангенциальная составляющая гравитационного поля, движущегося протона, имеет две составляющих, перпендикулярную траектории движения  Gp  и    параллельную Gs.

,

,

,

Таким образом,  перпендикулярная  составляющая гравитационного  поля протона с учетом его  движения с постоянной скоростью V  равна

Для общего случая 

.

Параллельная составляющая гравитационного  поля протона с учетом ее  движения с постоянной скоростью V  равна

.

Для общего случая 

.

Таким образом, при движении протона образуется вращающиеся поле, зависящее от скорости движения.

 Такими же  свойствами будут обладать и другие частица этой группы. Наличие вращения электрического поля частицы, зависящей от  ее скорости движения,     позволяет объяснить электромагнитные взаимодействия.

Третья группа это сложные частицы, состоящие частиц первой и второй группы, например  нейтрон, состоящий из протона, электрона и антинейтрино, или антинейтрон, состоящий из антипротона, позитрона и нейтрино, рис 6.

 

 

Фотонная теория. Электромагнитные взаимодействия.

В предыдущей главе было сделано предположение, что наличие вращения электрического поля заряженной частицы, зависящей от  ее скорости движения, позволяет объяснить электромагнитные взаимодействия. В связи с этим рассмотрим электромагнитные  свойства электрона более углубленно. На рис. 7 представлена  картина силовых линий вращающегося электрического поля  электрона, с  учетом его конечного распространения, в плоскости перпендикулярной траектории движения. 

 Электрическое  поле заряженной частицы имеет две составляющих: радиальную Er и тангенциальную Et. В случае если скорость частицы постоянна и  значительно  меньше скорости света,  и на небольших  расстояниях от частицы, радиальная составляющая  равна

а тангенциальная  прямо пропорциональна  частоте вращения w, а значит и скорости движения V частицы:

где  для конечного распространения электрического поля ,

.

В результате интегрирования по  получаем:

,

где   это угол между вектором скорости и направлением на точку измерения.Подставив вместо , а   получаем

.

Подставив вместо , где  длина прямолинейного проводника, по которому протекает ток   получаем

.

Таким образом, тангенциальная составляющая электрического поля движущейся заряженной частицы определяет магнитное поле, т.е. магнитное поле – это часть электрического поля.

Для общего случая

,

Если  скорость заряженной частицы изменяется по гармоническому закону,

 то и  тангенциальная составляющая электрического поля приблизительно равна

т.е. образуется электромагнитная волна, распространяющаяся от среднего положения движущейся  заряженной частицы. Максимальное значение амплитуды волны будет в направлении  перпендикулярном  траектории движения заряженной частицы и зависит от синуса угла   между векторами скорости частицы  и направлением на точку измерения

Рассмотрим влияние скорости движения заряженной частицы в плоскости параллельной траектории движения. На рис. 8 представлена  картина силовых линий электрического поля  электрона, с  учетом его конечного распространения.

Тангенциальная составляющая электрического  поля, движущейся заряженной частицы, имеет две составляющих, перпендикулярную траектории движения  Ep  и    параллельную Es.

,

где  , а  .

Таким образом,  перпендикулярная  составляющая электрического  поля заряженной частицы с учетом ее  движения с постоянной скоростью V  равна

Для общего случая 

.

Параллельная составляющая электрического  поля заряженной частицы с учетом ее  движения с постоянной скоростью V  равна

.

Для общего случая 

.

Таким образом, магнитное поле это часть электрического поля, а электромагнитная волна  возникает в результате определенных периодических воздействий на заряд.

В следующей главе будут рассмотрены взаимодействия гравитационных и электрических полей материальных объектов между собой.