Реклама на сайте (разместить):



Реклама и пожертвования позволяют нам быть независимыми!

Атом (по Анатолию Дворнику)

Материал из Викизнание
Перейти к: навигация, поиск

Атом (греч. atomos — неделимое) — мельчайшие составные частицы материи, из которых состоит все сущее, в т. ч. и душа, образованная из тончайших атомов (Левкипп, Демокрит, Эпикур). Атомы вечны, они не возникают и не исчезают, пребывая в постоянном движении; различаются по форме и величине, порядку и положению. Бойль и в особенности Дальтон (« Новая система философии химии», 1808) ввели понятие атома в химию, что оказалось для нее весьма плодотворным. В настоящее время атом является предметом исследования со стороны физики (атомная физика). Оказалось, что атом не неделим. Он имеет планетообразную структуру (см. Микрофизика). Ядро атома состоит из протонов и нейтронов; оно окружено электронной оболочкой. Число протонов равно порядковому номеру данного элемента в периодической системе, число нейтронов равно разности между атомным весом и порядковым номером. Диаметр атома равен 10^{{-8}} см, диаметр ядра — 10^{{-12}} см. В ядре сосредоточена почти вся масса атома. Если мысленно представить себе электронные оболочки отсутствующими, то Земля, при сохранении того же веса, имела бы диаметр, равный 320 м. Атом можно «расщепить», «выбивая» из ядра с помощью продуктов распада радиоактивных элементов протоны и нейтроны (которые в свою очередь могут быть разложены на мезоны), При этом высвобождается огромное количество энергии, которая применяется в первую очередь для производства электрического тока (для работы электростанций мощностью в 100 000 квт ежедневно требуется 400 г расщепляемого урана вместо 800 т каменного угля), для производства атомных бомб и для судовых силовых установок.

Для получения такого представления об атоме использовано множество экспериментальных данных и множество теоретических умозаключений исходящих из разных точек зрения, например, планетарной или (и) волновой. Правка данной статьи заключается в попытке некой конкретизации волновой точки зрения на проблему атома. А именно с точки зрения понятия о радиоволнах.
Рассуждать о радиоволнах при достижениях современной науки довольно не благодарное дело. Каждый школьник, кажется, знает, что это такое, умеет пользоваться этим явлением, мастеря всякие радиотехнические устройства от простого детекторного приемника до пультов для дистанционных взрывателей. Великие ученые (Максвелл, Герц, Гаусс и другие) дали великолепное описание макроскопических параметров этих радиоволн, как одного из элементов электродинамики и что особенно интересно, для этого им ничего особенного не потребовалось: Максвелловские уравнения позволяют определить основные характеристики поля (Е, В, D и Н) в каждой точке пространства в любой момент времени, если известны источники поля j и r как функции координат и времени (j и r – это плотности тока и заряда). Все это имеет большое практическое значение при создании все возможных видов связи. Для описания микропараметров электродинамики служат уравнения Шредингера (правда, в вероятностном виде). “Уравнение Шредингера позволяет объяснить и предсказать большое число явлений атомной физики, а также вычислить основные характеристики атомных систем, наблюдаемые на опыте, например уровни энергии атомов, изменение спектров атомов под влиянием электрического и магнитного полей и т.д. С помощью Ш. у. удалось также понять и количественно описать широкий круг явлений ядерной физики, например закономерности a-распада, g-излучение ядер, рассеяние нейтронов на ядрах и др.” (из Википедия). Несомненно, это так, но почему тут диалектика как-то застопорилась? Чтобы мог предсказать Ньютон, если бы он наблюдал только за яблоком? Или исследователь (не помню кто, может быть и Ньютон), который бросал из башни ядра разной величины и измерял параметры их движения? Они могли бы математически описать это движение и с любой точностью определить момент, когда падающий камень окажется на уровне головы нападающего врага. Но как бы был удивлен исследователь, оказавшись в такой ситуации, но на другой планете. Он тысячу раз проверял, что за 2 секунды ядро пролетало 3 окна башни, а тут вдруг пролетает всего 2 окна. Никак вмешались высшие силы. И эту задачу без постановки вопроса, а почему оно вообще падает?, решить не возможно. Похожая ситуация возникла и в электродинамике. Со стороны передатчика нам все более-менее понятно. Нам не понятна внутренняя структура электромагнитного поля, как и структура гравитационного поля в случае механики Ньютона, но проявления его нам ясны. Это проблема будущего, но вот проблему комплекса источник – приемник можно рассмотреть уже сейчас. Для этого уже есть и прямые и косвенные материалы.
Какие процессы происходят при приеме сигнала в простом детекторном приемнике? В передающей антенне возникает движение электрона. Движущийся электрон возбуждает электромагнитное поле, которое, возбуждая самое себя, со скоростью света (свет тоже электромагнитное явление) в виде волны несется в пространство. Для нас понятие ”возбуждая самое себя” очень важно. На своем пути они встречают бесчисленное количество как связанных, так и свободных электронов, в том числе и в нашей приемной антенне. И тут возникает первый вопрос: как взаимодействует наше электромагнитное поле с этими электронами? Согласно науке это поле должно привести в движение эти электроны. Но ведь этих электронов очень много и надо иметь соответствующую мощность сигнала. Мы можем наставить антенн для приема от земли до луны через каждый метр, а передатчик этого и не заметит. Но вот мы взяли кусочек проволоки, припаяли на концах пластиночки, подсоединили данную конструкцию к антенне. Теперь передатчик, который двигал электрон в передающей антенне, почувствует, что движению электрона нечто сопротивляется и чтобы двигать электрон с прежними параметрами передатчик должен увеличить свою мощность. Это факт не вызывающий ни у кого сомнения. Чем больше будет антенн с такими приспособлениями, тем больше будет оказываться сопротивление движению электрона в антенне передатчика. Так обычно определяют рейтинги передач. Но позвольте, откуда взялась энергия для данного сопротивления? Детекторный приемник пассивная вещь, в нем нет источника энергии. И вообще в нашей конструкции только три объекта: передатчик, среда передачи и приемник. Если отбросить мысль, что эта энергия берется из космоса, то придется признать, что это возвратная энергия самого передатчика. Действительно, как только электрон продвинулся в передающей антенне, он породил поле, которое передвинуло электрон в приемной антенне, а последнему безразлично, что его привело в движение и он излучит свою электромагнитную волну. Данное явление тоже заслуживает внимания: сам получил и сам отдал. И вид этого излучения точь-в-точь по форме совпадает с объектом, породившим его, только с обратным знаком. Да и попадет он как раз на первичный электрон. На этот электрон придется большая часть возвратной энергии, хотя некоторая часть возвратной энергии попадет и на другие такие же антенны, но они ее не почувствуют ибо на них приходит противофазный сигнал из передающей антенны. Все это известные явления и то, что всякое действие вызывает противодействие известно с законов Ньютона. Действует оно не только в механике, а, например, и в социологии, но только не так явно. Если кто-то захочет здесь построить мусоросжигательный завод, то тут же возникнет некто, для которого это не приемлемо. Если один за отмену смертной казни, то другой тут же за немедленную смертную казнь и т.д. Но тут мы видим, что можно найти компромисс (одного подкупить, другого запугать и т.п.), и все будут действовать в одном направлении. А что в механике или электродинамике? Можно ли получить синфазные движения? Мыслимо ли чтобы стол не давил на стоящий на нем компьютер с такой же силой, с какой компьютер давит на стол? Как ни кощунственно, но этому вроде не противоречит физика и законы Ньютона абсолютно не нарушаются. Увеличим точку соприкосновения стола и компьютера. К сожалению это мы можем сделать только умозрительно. Мы увидим, что плоскость стола представляет из себя кочковатую, вернее гористую, поверхность, состоящую из комков – атомов. Такой же ландшафт мы увидим и на компьютере. Окажется, что компьютер даже не касается стола. Он просто висит над столом. Самые близкие точки отталкиваются друг от друга благодаря силам Кулона. Чем сильнее атом компьютера давит на противостоящий ему атом стола, тем больше возрастают силы отталкивания. И силы эти направлены так, что они отталкивают абсолютно все составляющие противоположного объекта. А теперь представим, что какой-нибудь электрон стола преодолел потенциальный барьер атома компьютера и ”залетел” за электрон этого атома. В данном случае эти электроны будут притягивать противоположные объекты, а не отталкивать их. Если все электроны будут обладать способностью такой проницаемости, то они будут оказываться все глубже и глубже в противоположных атомах и в конце концов компьютер просто просочится через стол. А еще эффектней это будет выглядеть при проходе человека через стенку. Все это выглядело бы совсем фантастическим, если бы не некоторые факты, которые показывают нам примеры объединения некоторых пространств несколькими электронами. Один из них нам повсеместно показывает природа – это ковалентная связь, благодаря которой формируются молекулы, кристаллы и вообще все живое и не живое. Второй пример это наличие так называемых тоннельных переходов, где частица с небольшой энергией преодолевает потенциальный барьер, который по канонам классики не должна преодолеть. Это обычно сравнивают с шариком в стакане, который проникает через стенку стакана. А это уже не умозрительное заключение, а факт. Тоннельные приборы работают во многих устройствах. И еще один косвенный и не так очевидный пример. Многие были очевидцами того, как шаровая молния проходила через преграды, исчезала в углах и т.п. Многие полагают, что шаровая молния представляет сгусток плазмы, и плазма легко пробивает все энергетические барьеры. Компьютер, конечно, не плазма, но и плазма может быть разной.
Эти примеры дают возможность сказать, что в механике без нарушения и потрясения основ законов Ньютона, при взаимодействии двух силы, возникающие при этом, могут иметь не только противофазный вид, но и синфазный. Все сказанное выше было приведено для того, чтобы поставить вопрос: а можно ли наблюдать синфазные явления в электродинамике? Каковы последствия данного явления? Выше мы рассматривали работу детекторного приемника, где выяснили, что он возвращает часть энергии, которую должен компенсировать передатчик, чтобы восстановить параметры передаваемой информации. А теперь представим, что возвратная энергия пришла к электрону в передающей антенне не в противофазе, чтобы тормозить его, а синфазно. Возвратная энергия, вместо того чтобы тормозить электрон будет разгонять его, он будет увеличивать силу возбуждаемого им поля, а оно в свою очередь будет сильнее воздействовать на электрон в приемной антенне. Получится петля с положительной обратной связью. Вечный двигатель, да и только. Его можно было построить еще в механике, коль есть явление преодоление большей энергии меньшей. Пусть не компьютер просачивается вниз через стол, а стол лезет через компьютер вверх – и двигатель готов. Но что получится с нашими электронами? До каких пор они будут набирать скорость? Ведь чем выше скорость, тем больше масса объекта. Чтобы хоть как-то это понять, проведем такую операцию. Начнем сближать наши антенны, т.е. электроны. Раньше мы видели, что на каком расстоянии мы не располагали электроны, противофазность не нарушалась. Можно предположить, что это будет происходить и в случае синфазности. Сближающиеся электроны сольются в одной точке, т.е. фактически будет один электрон, который сам себя разгоняет. До каких это пор будет продолжаться? Ответ очень прост: пока вся масса электрона не перельется в энергию согласно уравнению Е=МС2. Это будет уже не корпускула, а некий сгусток энергии, модный в последние времена солитон. А поскольку он несет в себе непонятный отрицательный заряд электрона, то он может быть захвачен положительной частицей-ядром, и атом состоялся. Возможно, так и происходило строительство атомов после большого взрыва. Да, похоже, что и сейчас происходят такие же процессы вокруг нас и в нас самих и еще удивительней это можно проверить в наше техническое время, вернее попытаться проверить.
Никто не сомневается в существовании ионов, например, натрия. Их в нашем организме в клетках бесчисленное множество (они способствуют всяким элементам преодолевать энергетические барьеры клетки). Также нет и сомнений в существовании электрона как частицы. Измерены и масса электрона, и его заряд, и поведение его в пространстве и времени, и наверное много чего другого. Они могут находиться в растворе на некотором расстоянии и (или) при определенных условиях не проявлять никакого интереса друг к другу. Но вот изменились условия: они сблизились, их подогрели, что-то добавили или убрали и они вступили в реакцию, т. е. ион натрия и электрон объединились, в результате чего появился нейтральный атом натрия. Что произошло? Можно ли предположить, что электрон приклеился к иону натрия, как жвачка к столу? Нет, ибо тогда атом был бы поляризован. Может быть, что этот электрон расплылся по атому, как вода по шарику? Но ведь это будет та же субстанция. А этот электрон должен быть похож на электроны, которые находятся и на нижних оболочках атома. И действительно он теряет свои корпускулярные свойства и приобретает волновой характер в виде солитона. Координаты волны, вернее, суперпозиции волн, определить довольно сложно, поэтому здесь вступает в дело вероятностный фактор. Измерим массы электрона, иона и нейтрального атома. Если энергия не имеет массы, то суммарная масса должна быть больше массы нейтрального атома. Это будет только в том случае, если природа не проявит коварство и конвертирует всю массу в энергию. Если же она не разгонит электрон до световой скорости, и часть массы будет оставаться, то не надо быть семи пядей во лбу, чтобы понять, что природа не будет отдавать преференции каким-то скоростям, а будет держать для каждой скорости количество вещества, соответствующего массе покоя электрона. Зачем природе держать электрон в таком смешанном состоянии да еще устойчивого, трудно представить. Что же может заставить вступивший в связь с ионом электрон превратится полностью в излучение? Если для этого нужны внешние силы, то это должна быть энергия примерно такого же электрона. Возможно, такой электрон, как говорят ученые люди ”спутанный”, где-то и есть, и, ценой своего перехода из энергетического состояния в корпускулярное, он запустит наш электрон из корпускулы в волну. Где этот электрон?… При отсутствии внешних сил надо искать их в ионе и электроне. В ионе никаких изменений современная наука не замечает и по этой причине, на данном этапе понимания или не понимания нами этого явления, нам приходится обратиться к самопревращению вещества в энергию. В связи с тем, что ион и электрон имеют противоположные заряды, электрон, попав в зону поля иона, получит некоторое ускорение, что заставит его генерировать электромагнитную волну, которая, обогнув ион, возвратится в синфазном виде к электрону. Несомненно, что в таком сдвиге фазы решающую роль играет электрическое поле иона, а не только свойства электрона. Если бы это было не так, то электрон мог бы захватываться и другими частицами, например, нейтронами. Эта обратная положительная связь и превратит вещество в энергию, при этом почти ничего не теряя и не приобретая. На первый взгляд это выглядит как нонсес: идет превращение массы в энергию и согласно соотношению Е=МС2 даже из небольшой массы должно получится очень много энергии, а в действительности при таких реакциях выделяется немного тепла и все. На самом деле это соотношение лишь указывает, сколько энергии хранится в массе и в каком виде данные элементы хранится: энергия хранится и в виде массы и в виде собственно энергии, также как и масса хранится либо в виде собственно массы либо в виде энергии. Эти элементы могут храниться и в виде других субстанций, например, в виде гравитационного поля (потенциальная энергия). А зачем же природе разные виды хранения одного и того же? Попытаемся это понять на житейском примере. Человек замерз и решил согреться у костра. Он знает, что для этого нужны дрова и поэтому притащил на место костра бревно. Пытается зажечь костер, поднося спичку к бревну, но бревно не загорается. И это не потому, что он такой не ловкий, а согласно законам термодинамики. Поток тепла от спички не достаточен, для прогрева участка бревна на столько, чтобы процесс горения зациклился: участок бревна получает тепло от спички, но он и рассеивает его, передавая в более глубокие слои бревна и в окружающую среду. А теперь расщепим бревно на мелкие щепки. В этой операции часть энергии, хотя и временно, в бревно добавится (под ударами топора), часть потеряется в виде мелких фракций, но в основном количество энергии в бревне и в щепе будет одинаково и оно значительно больше, чем количество энергии потрачено на получение щепы. При данном положении дел зажечь костер не составит труда. В данном термодинамическом процессе щепа оказалась более пригодна для обращения, нежели бревно. Но в гравитационном явлении лучше пользоваться бревном: подпереть крышу строения, построить лодку и т.п. Можно, конечно, использовать бревно и в костровом деле: положить его так, чтобы не задувало костер, использовать его как скамейку и т.д. Такие же проблемы возникают и у природы при использовании энергии-массы. Использовать целиком электрон в какой-нибудь реакции слишком расходно, а делить его как массу тоже неудобно, тогда мы наблюдали бы электроны с разной массой. Это было бы похоже на то, как человек, имеющий трактор, снимает с него радиатор, чтобы обменять его на сапоги, или снимает рычаг скоростей, чтобы выменять его на пачку сигарет, поскольку эти объекты обладают одинаковой стоимостью. В данном случае разумнее конвертировать трактор в деньги, а потом при помощи них делать требуемые операции. Для природы такое превращение форм энергии является необходимостью, иначе природа в таком виде, какая она есть сейчас, просто бы не существовала, особенно это касается живых форм. Если электрон хранится в энергетическом виде, его можно дробить и снова собирать в полный комплекс, не рискуя разрушить атом. Причем это можно делать внешним образом, не влезая внутрь атома. Излучил электрон такой-то квант – значит его энергия уменьшилась на одну условную единицу, поглотил два кванта такой же мощности – значит две единицы энергии прибавилось, а если излучил квант в четыре раза мощнее единичного – значит потерял четыре единицы энергии. Чем больше изменяется энергетическое состояние электрона, участвующего в реакции, тем больше выделяется энергии или тем устойчивее образуется связь: некоторые химические связи так слабы, что реакции идут в одном и том же растворе в обе стороны, а есть такие связи, что их с трудом разрушают сильнейшие растворители или высокие температуры. И проистекают изменения энергетических состояний с разными скоростями: костер и взрыв пороха или динамита.
Но существуют какие, хотя бы косвенные, признаки превращения массы в энергию и энергии в массу? Конечные результаты данных преобразований у нас есть. Мы можем из нейтрального атома натрия получить ион и электрон и можем произвести обратное преобразование. А что происходит во время этих преобразований? Мы уже выдвинули гипотезу, что это некоторый самовоспроизводящийся цикл, о структуре которого никаких предположений нет, но о причинах его порождающих кое-что сказать можно. Рассмотрим все тот же натрий. В исходном состоянии ион и электрон могут существовать отдельно, но вот изменяются условия и эти две частицы вступают во взаимодействие. Параметры точки бифуркации, где начинается превращение массы в энергию мы определить пока не можем и даже не можем сказать точка ли это на подобие нуля градусов Цельсия или это более сложная фигура на подобие петли Гистерезиса. Данная гипотеза предполагает, что как только электрон перешел точку бифуркации, он ускорился в поле иона, потерял часть массы, и процесс самопревращения запустился. Получилось некое подобие ядерной реакции: в состоянии покоя масса менее массы электрона существовать не может. Силы сильного взаимодействия (а возможно и некоторые другие) в этих условиях подчинены силам электромагнитного поля, и даже сильное взаимодействие не может сжать электромагнитное поле в массу. Дальше электрон в виде электромагнитного поля дробился на кванты во всевозможных операциях и затем снова в определенных же операциях может восстанавливаться. Но вот является процесс в результате, которого должен снова образоваться ион и электрон. С какими параметрами электрон в волновом (или смешанном) виде должен подойти к зоне бифуркации? Из сказанного выше ясно, что энергетическое состояние электрона должно соответствовать массе электрона или больше. Как только электрон поглотит последний требуемый для данной массы квант, сильное взаимодействие конвертируют энергию в массу покоя. Образуется некоторое подобие маленькой черной дыры, которая и свернет электромагнитное поле в маленькое фиксированное пространство и электрон состоится как частица. Этот процесс похож на обменный процесс в ядре, когда протон и нейтрон меняются местами, только в ядре состояния неустойчивые, а электрон устойчив и в энергетическом состоянии и в массовом. Такие преобразования возможны не только в пространстве атома, а если телепортация электрона является свершившимся фактом, то и при некоторых других условиях. Но в атомах такие процессы происходят все время и повсеместно. И всегда электроны имеют одинаковые характеристики. Сразу же напрашивается вопрос: ведь в электронных лампах, магнетронах, ускорителях и т.п. электроны ускоряются (а в ускорителях до значительных величин), а почему никаких принципиальных трансформаций с электроном не происходит. Тут ответ очевиден: материя в виде массы в этих процессах не убывает, а, напротив, прибывает в виде энергии, а это еще дальше уводит систему от критического состояния. Еще можно сделать несколько предположений о свойствах цикла превращений массы в энергию и наоборот. Когда энергетическая форма электрона переходит в массу идет поглощение кванта, т.е. набирается критическая масса. Но природа не измеряет набор чего-то, она не ”думает”, есть достаточный набор для каких-то действий и эти действия происходят. Запуск того или иного явления происходит при каждом изменении системы. А это обозначает вот что: как только система поглотила квант, она, не зная, есть ли критическая масса или нет, пытается свернуть поле и на какое-то мгновение образует массу. Если система в точке бифуркации со стороны массы, то электрон превратится в частицу, а иначе эта масса превратится в поле. Косвенным подтверждением этого явление служат эффект давления света, реактивный эффект при излучении кванта, постоянство скорости света (излучение кванта света всегда начинается с массы). Само по себе электромагнитное излучение не может не притягивать, ни отталкивать другое излучение. Сколько бы не было приемников в комнате и сколько бы передатчиков не работало на эти приемники, каждый приемник будет петь свою песню, не обращая внимания на присутствие или отсутствие других передатчиков. Может возникнуть вопрос: ”А как же ковалентная связь, когда один электрон в виде волны отталкивается от другого?” Тут надо помнить, что масса и заряды – это разные вещи.
Из сказанного видно, что электрон в любом своем состоянии при этих преобразованиях содержит почти одно и то же количество энергии. Не большой добавок или изъятие энергии возле точки бифуркации переводит электрон в то или иное состояние. В волновом состоянии мы можем изымать или добавлять к электрону энергию, причем эти порции имеют разную величину – об этом говорит крепость тех или иных ковалентных связей молекул, излучаемые или поглощаемые спектры и другое. Косвенным подтверждением разных энергетических состояний атомов служит наличие различных состояний мозга (см. чувство и психика), например, человека или другого живого существа. Несмотря на примерно одинаковое устройство мозга (книга), начинка его (записи) различна. Один человек открывает законы, а другой не может умножить 2 на 2, один пишет симфонии, а другой не отличит одну ноту от другой и т.д. Эти энергетические состояния используют экстрасенсы и гипнотизеры, правда интегрально и чисто интуитивно. Использовать для всяческих преобразований в природе дробление и объединение материи в виде массы не представляется возможным, так в самом маленьком кусочке массы (электроне) ее очень много в энергетическом виде. Даже при взрыве тротила затрагиваются только внешние оболочки атомов. Можно ли как-нибудь определить (замерить) сколько же энергии выделится при извлечении всей энергии из электрона? Если удастся найти такой процесс, при котором мы из атома натрия сможем получить ион без получения электрона в виде массы, то можно будет считать, что вся масса электрона высвободилась в виде энергии во внешнее пространство. Человечеству поневоле придется решать этот вопрос, так или иначе, из-за дефицита энергоресурсов. Оно наловчилось использовать частично энергию внешних электронов атомов, проигнорировало энергию электронов внутренних оболочек атома и прямо шагнуло в ядро.

Объяснений и даже гипотез (пусть и самих фантастических) о том, как эта энергия или масса переливается из одного вида в другой, пока найти не удается.

Статью можно улучшить?
✍ Редактировать 💸 Спонсировать 🔔 Подписаться 📩 Переслать 💬 Обсудить
Позвать друзей
Вам также может быть интересно: