Соблюдение закона сохранения энергии В единой теории электромагнитного излучения

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 37 из 37

В единой теории электромагнитного излучения энергия распространяется квантами, имеющими постоянную энергию. Постоянство энергии кванта и сохранение волновых свойств объясняется колебательным процессом внутри кванта. В единой теории электромагнитного излучения вектора и совершают колебания в противофазе с гравитационной составляющей кванта .

Рис. 2. Изменение напряжённостей векторов , и в кванте электромагнитного излучения.

Причина добавления вектора гравитационной составляющей описана в единой теории электромагнитного излучения.

Хорошо известен физический эксперимент аннигиляции фотона. Этот эксперимент позволяет предположить, что электрон и позитрон существовали в составе фотона и до его аннигиляции. Известно, что между электроном и позитроном действуют силы притяжения, поэтому единственным способом их взаимного существования в фотоне является осцилляция. Именно с этим колебательным процессом связаны волновые свойства фотона.

Рассмотрим колебательный процесс в общем виде, и применим его для внутренних колебаний фотона.

Допустим, что существует тело, на которое действует сила:

, (1)

Такой силе соответствует потенциальная энергия:

, (2)

Движение тела под действием такой силы представляет собой колебания влево и вправо от положения равновесия. Согласно второму уравнению Ньютона, уравнение этих колебаний имеет вид:

, (3)

Это уравнение имеет два частных решения:

, (4)

, (5)

Частные решения первых двух уравнений системы (9) единой теории электромагнитного излучения позволяют описать поведение электрической и магнитной составляющей кванта электромагнитного излучения в виде (4). На рис. 2 показано пунктирной линией.

Частное решение вида (5) позволяет описать изменение гравитационной составляющей кванта (показано сплошной красной линией).

Кинетическая энергия в кванте электромагнитного излучения представлена электромагнитной составляющей и . Для кинетической энергии запишем общее решение в виде:

, (6)

Кинетическая энергия в каждый момент времени равна:

, (7)

Частота колебаний определяется формулой . Подставляя в выражение кинетической энергии, получим:

, (8)

Потенциальная энергия в кванте электромагнитного излучения представлена гравитационной составляющей кванта .

Для потенциальной энергии запишем общее решение уравнения (3) в виде:

(9)

Потенциальная энергия в каждый момент времени равна:

, (10)

Множитель перед тригонометрической функцией в выражении потенциальной и кинетической энергии одинаков.

Кинетическая энергия представлена в фотоне электромагнитной составляющей и . Функция выражает изменение кинетической энергии (рис. 3).

Потенциальная энергия представлена в фотоне гравитационной составляющей . Функция выражает изменение потенциальной энергии (рис. 3).

Рис. 3. Взаимное преобразование кинетической и потенциальной энергии в едином кванте электромагнитного излучения.

Функции и очень похожи одна на другую. Одна может быть получена из другой смещением по оси времени на . Где - период колебаний электромагнитной волны.

Кинетическая энергия , и потенциальная энергия , колеблется от максимального значения до нуля, причём, когда одна величина имеет максимальное значение, другая равна нулю.

Электрическая составляющая и магнитная составляющая кванта совершают колебания в одной фазе, поэтому на плоском графике (рис. 9) эти кривые совпадают (чёрная сплошная линия).

Функции и описывают колебания вокруг среднего значения, равного половине максимального.

, (11)

, (12)

Из формул (11) и (12) видно, что величина колеблется вокруг своего среднего положения, определяемого величиной от максимального уровня.

, (13)

, (14)

Уравнение (14) показывает, что сумма потенциальной и кинетической энергии системы кванта электромагнитного излучения, т.е. полная энергия системы кванта постоянна, что физически соответствует закону сохранения энергии.

Это означает, что единая теория электромагнитного излучения не противоречит закону сохранения энергии.

Выводы:

1. В единой теории электромагнитного излучения впервые предложено ввести в состав кванта гравитационную составляющую. Это позволило описать квант электромагнитного излучения, обладающий волновыми свойствами.

2. При переходе от волновой теории света к единой теории электромагнитного излучения устраняется противоречие с законом сохранения энергии.

3. В единой теории электромагнитного излучения впервые предложен процесс взаимного преобразования кинетической энергии и потенциальной энергии внутри единого кванта. Этот процесс позволяет энергии кванта оставаться постоянной при непрерывном изменении его составляющий. Энергия кванта равна сумме потенциальной и кинетической энергий внутри кванта.

4. Впервые квант, обладающий волновыми свойствами, позволил описать электромагнитное излучение с единых позиций.

Литература

1. Фейнмановские лекции по физике. М., Издательство Мир, 1976.

2. Королев Ф.А. Курс физики. Оптика, атомная и ядерная физика: Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. 2-е изд., перераб. М., Просвещение, 1974.

3. Трофимова Т. И. Курс Физики. «Высшая школа». М.,1997.

4. Ландсберг Г.С. Оптика 5 -е изд. М., 1976.

5. Дрюков В.М. О чём молчат физики. Тула, 2004.

6. http://sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9616.html/

7. http://Drjukow.narod.ru/.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии