Физический смысл постоянной Планка

Перевод статьи на английский язык, упоминание о статье и любое использование опубликованного в статье материала в англоязычных публикациях без разрешения автора запрещается!

От Авторов.
В более поздних публикациях, в частности «ЛТО. Соответствие физике. 3» http://www.proza.ru/2019/05/30/1693 и «Логофизика. Возможность как суть постоянной Планка» http://www.proza.ru/2019/06/16/668
показано, что постоянная Планка, как произведение трёх предельных значений, есть значение предела возможности перемещения материи.

Физический смысл постоянной Планка и «знаменитой» формулы энергии E=mc^2


Логическая физика утверждает, что понятия Пространства, Движения и Материи являются фундаментальными естественнонаучными и философскими понятиями, с помощью которых определяются все остальные человеческие понятия (статья «Логофизика. К вопросу о понятиях» http://www.proza.ru/2017/12/24/1482). Из этого следует, что материя, пространство и движение являются основными объектами, составляющими объективную реальность.
Любой объект можно каким-то образом охарактеризовать, то есть он обязательно имеет какое-то свойство – своё главное отличительное от других объектов качество. На основании того, что пространство, движение и материя имеют собственные объективные качества – протяжённость, действенность и тяжесть, соответственно, – в статье «Очерки материального мира», (http://www.proza.ru/2017/12/27/2139) было показано, что человек, определяя эти качества, устанавливает для них свои меры – расстояние, скорость и массу. Но если есть мера для чего-то, должен быть и какой-то предел для неё, принятая субъектом минимальная «единица измерения», а иначе невозможно сравнение даже двух объектов по одинаковой величине. Поэтому закономерным выглядит предположение о дискретности пространства, материи и движения и о соответственном наличии их минимальных элементов (порций, квантов) в человеческом знании о мире. В этой же статье были даны определения минимальных элементов основных объектов вселенной, вкратце выглядящие следующим образом: диаметр пространственной ячейки – квант пространства, инерционная частица – квант материи, фотон – квант движения (перемещение инерционной частицы, то есть процесс, а не какая-то «безмассовая» частица, как ошибочно предполагается в современной физике).
Введение в теоретическую физику понятия квантов пространства, материи и движения может оказаться одним из перспективнейших шагов в изучении материального мира, предпринятых на сегодняшний день логофизикой. Этот шаг уже позволяет разрешить проблему постоянной Планка, смысл которой не был понятен даже учёному, её открывшему, и до сего момента был непонятен ни одному учёному в мире.


Прежде всего, воспользуемся наглядным примером.
Когда мы наблюдаем равномерное движение автомобиля, это означает, что мы воспринимаем своим зрением его перемещение с определённой скоростью по предполагаемой (воображаемой нами) линии. Величина его способности к движению, то есть оцениваемая нами его кинетическая энергия при этом постоянна и зависит от массы авто и скорости его движения
E=M*V^2/2.
Если под наблюдением иметь в виду видеосъёмку движения, то при просмотре в покадровом замедленном темпе видеовоспроизведения перемещение машины будет восприниматься нами как изменение её положения на предполагаемой линии через определённые расстояния с определённой частотой. Допустим, масса «M» машины постоянна, скорость «V» её при равномерном прямолинейном движении постоянна. Тогда отрезок «R», на длину которого в нашем наблюдении (в каждом следующем кадре) машина постоянно изменяет своё положение, будет связан обратной зависимостью с частотой «Y» изменений положения, а именно, – чем короче расстояние, тем выше частота изменений. И кинетическую энергию наблюдаемого нами автомобиля, присущую ему и «переносимую» им в процессе движения из точки в точку на очередное расстояние «R», можно уже выразить по-иному – как энергию с точки зрения субъекта, наблюдающего периодические равномерные смещения автомобиля по непрерывной линии,
E=M*V*R*Y.
При этом частота Y=V/2R при постоянной скорости автомобиля зависит только от восприятия субъекта – от оптических возможностей наблюдения (видеосъёмки), которыми располагает субъект, – насколько чётче оптика видеокамеры сможет разделить мельчайшие отрезки перемещения автомобиля, настолько выше будет частота смещения машины на длину таких отрезков.

Движущийся автомобиль является материальным объектом. А движущейся минимальной порцией (квантом) материи является инерционная частица – это минимальная «порция тяжести», способная перемещаться с предельной скоростью в одном направлении на определённое расстояние, заданное воздействием, то есть на длину фотона. Кинетическая энергия инерционной частицы – кванта материи – составляет половину произведения его массы и квадрата его скорости. Это единственная энергия, которой он обладает и которую передаёт в конце своего перемещения (фотона) в пространственную ячейку для образования следующей инерционной частицы на линии излучения, и эта переносимая и передаваемая энергия у любого кванта материи одинакова
Eк = (1/2)*mc^2.

Физическое тело, поглощая энергию инерционных частиц, излучаемых с частотой «н» (греческая буква «ню»), за определённый временной период T может принять с каждой линии излучения, то есть в каждой «точке поглощения» на своей поверхности, суммарную энергию E от числа N последовательных квантов материи
E = NEк.
При этом количество N инерционных частиц, переносящих энергию излучения к одной точке физического тела, естественно, зависит от частоты излучения «н» (греческая буква «ню»), то есть оно прямо пропорционально частоте излучения и периоду поглощения Т
N = нT.

В пункте 6 статьи «Очерки материального мира. Движение» (http://www.proza.ru/2018/01/07/1461) было показано, что скорость передачи энергии инерционной частицей в пространстве зависит от длины фотона – чем больше расстояние перемещения частицы, тем выше скорость передачи энергии
v = c*r/(d+r) = c*n/(n+1),
где r = n*d – протяжённость одного фотона,
d – фундаментальная длина (длина диаметра ячейки),
n – количество диаметров ячеек в длине фотона,
v – скорость передачи энергии,
c – предельная скорость перемещения.
Исходя из этого, длительность фотона рассчитывается как отношение его протяжённости к скорости передачи энергии
t = r/v = (d+r)/c = d(n+1)/c,
а частота фотонов (частота передачи энергии, то есть частота излучения или частота поглощения), соответственно, является обратной ей величиной
н = 1/t = v/r = c/(d+r) = c/d(n+1).

Минимальная длительность движения, в том числе, минимальный период поглощения или излучения энергии, так как это тоже процессы, соответствует минимальной длительности передачи энергии в пространстве, так что минимальный период прямо пропорционален удвоенному диаметру ячейки и обратно пропорционален предельной скорости
T(min) = 2d/c.
В таком случае, минимальное количество квантов материи, успевающих перенести энергию излучения к точке тела за минимальное время, и зависящих, как было выше показано, от частоты излучения «н» («ню»), в итоге, обратно пропорционально количеству «n+1» пространственных ячеек, составляющих длину фотона,
N(min) = н*T(min) = c/d(n+1) * (2d/c) = 2/(n+1).

А энергия, поглощаемая (или излучаемая) физическим телом за минимальное время, имеет при разных частотах излучения обязательную прямо пропорциональную зависимость от частоты излучения «н», причём «коэффициент» этой зависимости является постоянным
E = N*Eк = н*T(min)* Eк = н*(2d/c)*(1/2)*mc^2 = н*mcd,
что и обнаружилось в исследованиях Макса Планка при установлении им закона распределения энергии в спектре излучения абсолютно чёрного тела. Этот факт послужил для него поводом высказать предположение, что энергия любой системы при излучении или поглощении электромагнитного излучения частоты «н» («ню») может измениться только на величину, кратную определённой минимальной «порции» энергии (которую впоследствии, не понимая, называли то «квантом энергии», то «энергией кванта», то «энергией фотона»)
Е = h*н.
Не предполагая, что квантуется не энергия, «переносимая» частицами, а что лишь материя, пространство и движение могут квантоваться, великий учёный не смог объяснить смысла выведенной им постоянной «h», которая была вскоре названа его именем. Зато сейчас – исходя из вышеизложенного – эта постоянная наглядно определяется как произведение постоянных значений фундаментальных величин трёх квантов – минимальной массы «m» материи, предельной скорости «c» движения и фундаментальной длины «d» пространства
h = m*c*d.

Кроме того, мы можем показать, что «квант энергии»
E = hн = mcd*c/d(n+1) = Eк*2/(n+1) = mc^2/(n+1)
при максимальной частоте излучения или поглощения (при n=1) достигает максимального значения в виде энергии инерционной частицы
Eк = mc^2/2,
то есть «выведенная» Эйнштейном формула энергии «E = mc^2» является мифом.


Частота передачи энергии, показанная выше, и имеющая в логофизике вид
н = c/(d+r)
практически совпадает с частотой волны в современной физике (н = c/r, где r – длина волны), если не учитывать в знаменателе фундаментальную длину «d» вследствие её неизмеримой малости относительно длины волны «r», и имеет максимальное значение в виде половины идеальной, то есть недостижимой, частоты
f/2 = c/2d.
Как видно из сказанного, половина идеальной частоты «f» является максимальной частотой фотонов, а значит, максимальной частотой любых естественных движений, в том числе максимальной частотой восприятия любого процесса любым субъектом. С такими частотами, близкими к максимальным, происходят движения в ядерных и, вероятно, в космических процессах.

Но кроме естественных движений, то есть объективных процессов в природе, есть и субъективные, то есть рассчитываемые, предполагаемые процессы, связанные с субъектом и его предположениями, его мышлением. И тогда тот факт, что скорость передачи энергии квантом материи в пространстве зависит от длины фотона (чем больше расстояние перемещения частицы, тем выше скорость передачи энергии), имеет огромное значение непосредственно для самого процесса передачи энергии, если субъект (в том числе, человек) способен контролировать такой процесс. Ведь тогда половина идеальной частоты «f» является минимальной частотой передачи энергии относительно наименьшей скорости её передачи инерционными частицами из одной точки пространства в другую. Это значит, что на одинаковое большое расстояние за счёт использования низкочастотного («длинноволнового») излучения с высокой скоростью передачи энергии можно передавать намного больше этой самой энергии, чем если использовать для её передачи различные высокочастотные излучения, ведь частота передачи энергии тогда определяется отношением скорости передачи не к протяжённости фотона (длине волны), а к наименьшему расстоянию, то есть к фундаментальной длине
н = v/d = (cr/(d+r))/d = cr/d(d+r) = cn/d(n+1).

Таким образом, у субъекта есть возможность управлять процессами передачи энергии в пространстве, изменяя частоту её передачи, и такая возможность уже используется человеком – с помощью радиоволн передаются музыка и изображения на любое расстояние, с помощью инфракрасных волн в микроволновой печи подогревается еда.

Этот факт позволяет совершенно по-новому взглянуть на планковскую формулу энергии
E = hн,
где теперь постоянная Планка имеет конкретный физический смысл, являясь произведением трёх фундаментальных величин – минимальной массы, минимальной длины и предельной скорости, и отражает единство трёх квантов – материи, пространства и движения, а «н» (греческая буква «ню») – теперь «относительная» частота, зависящая от отношения субъекта-наблюдателя к движению частиц, – с одной точки зрения, это частота фотонов, частота естественных природных процессов, с другой – частота, которую может, изменяя, использовать субъект для передачи энергии в своих целях.
При увеличении протяжённости фотонов (говоря языком современной физики, при увеличении длины волны) их частота падает, и тем меньше энергии тратится на совершение таких фотонов
E=h*c/(d+r) =h*f/(n+1).
Зато частота передачи энергии на большое расстояние при увеличении протяжённости фотонов повышается, и тем большее количество энергии способны передать инерционные частицы на длину фотона «r» за время, сравнимое с периодом передачи энергии на такое же расстояние с минимальной скоростью
E=h*fr/(d+r) =h*fn/(n+1).
В современной физике за предельную принимается скорость света, а в логофизике скорость света считается приближенной к предельной скорости, но этот факт при современных уровнях измерения скоростей не может, вероятно, оказать ощутимого влияния на расчёты количества энергии, передаваемой в пространстве.

Из выше приведённых рассуждений ясно, что реальная кинетическая энергия кванта материи выражается в виде «E=mc^2/2», и энергия любого движущегося материального объекта всегда равна  «E=mv^2/2», что соответствует положениям классической механики. А «идеальная» релятивистская величина «E=mc^2» есть лишь мифическая предполагаемая энергия. Такое количество энергии в одной точке пространства является для материи недостижимой величиной, но к ней всегда стремится количество передаваемой энергии при увеличении протяжённости фотонов
E=mc^2r/(d+r) =mc^2n/(n+1),
где r=nd – это протяжённость фотона, выраженная в количестве «n» минимальных длин «d».