Перескок по орбитальной спирали

Его винты поют как струны...
Смотри: недрогнувший пилот
К слепому солнцу над трибуной
Стремит свой винтовой полёт.
….......................................................

Всё ниже спуск винтообразный,
Всё круче лопастей извив,
И вдруг... нелепый, безобразный
В однообразьи перерыв...
Авиатор, А.Блок, 1912 г.

Общепринятым положением  в физике со времени создания Постулатов Бора в 1913 году является представление о стационарных орбитах электронов в атомах, на которых электроны, вопреки законам электродинамики, не излучают. Атом излучает порции электромагнитной энергии лишь при переходе атомного электрона с одной, более высокорасположенной (по отношению к ядру) орибиты на более низкорасположенную. Так называемый квантовый скачок. При этом электрон теряет за счёт указанного излучения часть своей энергии.
КАКОЙ?
Если принять как нечто очевидное, что электрон НЕ теряет части своей массы и его спиновой момент тоже не уменьшается, остаётся предположить, что происходит потеря кинетической энергии электрона, попросту, скорость его движения уменьшается.

И вот появилась только что такая странная мыслишка: А как осуществляется этот перескок с одной орбиты на другую?
Просто берёт и «спрыгивает»? И вот в таком спрыгивании с одной энергетической ступеньки атомной лестницы он ухитряется излучить некий квант электромагнитной энергии?
ЗА СЧЁТ КАКОГО МЕХАНИЗМА?
А что, если допустить, что, когда электрон сходит со стационарной орбиты, он, по тем же законам электродинамики, начинает излучать ОБРАЩАЯСЬ ВОКРУГ ЯДРА И СПУСКАЯСЬ ПО СПИРАЛИ НА БОЛЕЕ НИЗКУЮ ОРБИТУ?
Элементарный подсчёт показывает, что по порядку величин такой спиральный спуск как раз и может породить излучение нужной частоты. Электроны на внешних орбитах (в металлах)  вращаются со скоростями от 600 до 2000 км/сек. Диаметр атомов примерно ангстрем или несколько ангстрем. Значит, при таких скоростях электрон, опишет огромное число витков спирали при спуске-перескоке. Каждый виток – это один период излучения!  «Сев» на новую стационарную орбиту он ПРЕКРАТИТ ИЗЛУЧАТЬ.
Так вот, число оборотов спирали в секунду, соотнося друг с  другом скорость электрона и диаметр атома, получается по порядку величин вполне вероятным, то есть близким к наблюдаемой в практике  частоте излучаемых квантов.
При переходах между внешними орбитами спираль более пологая и длинная, частота излучаемых квантов лежит в инфракрасной области.
Для водорода – серия Пашена.

При «нырянии» электрона на самые нижние, близкие к ядру орбиты – электрон проделывает более короткую и крутую, с бОльшим количеством витков спираль, соответственно, частота квантов уходит в ультрафиолет и даже в рентгеновское излучение. Серии Бальмера и Лаймана.
И вообще, переходы на средних и нижних орбитах самые высокочастотные и при этом излучаются кванты с наибольшей частотой и, соответственно, энергией АШ-НЮ. (По формуле Планка).

Фактически, НЕ потенциальная энергия электрона, на верхней орбите и перепрыгивающего на более низкую, переходит непосредственно в энергию квнта излучения, а здесь наблюдается некий поэтапный процесс приращения и потери кинетической энергии. Электрон, срывающийся с верхней орбиты, имеет полную энергию, равную сумме его потенциальной и кинетической энергии. Дальше он по спирали падает к ядру. Благодаря притяжению ядра, скорость его нарастает (потенциальная энергия центрального кулоновского поля переходит в кинетическую.) Но, поскольку он уже НЕ НА СТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ, он начинает излучать электромагнитные колебания (один виток – один полный период колебаний), затрачивая на это частично приобретённую КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. Когда он «садится на подходящую для него» по правилу отбора или запрета Паули орбиту, его сумма энергий будет другой, МЕНЬШЕЙ, чем первоначальная из-за затрат на излучение! Снова, именно приращение кинетической энергии электрона, движущегося по спирали к ядру, тратится на излучение. Именно она и определяет энергию излучённого кванта. Хотя может оказаться, что его кинетическая энергия внизу может оказаться даже БОЛЬШЕЙ, чем наверху. Но СУММА ЭНЕРГИЙ, в соответствии с законом сохранения, внизу будет меньше, часть – излучена в виде кванта.

Всё сводится к длине спирального пути и если она короче, то, подсчитав среднюю скорость преодоления этого пути электроном, можно получить подходящие по частотам кванты.

Данная гипотеза «автоматически» объясняет разницу между квантами и короткими цугами волн.
Как уже было сказано в заметке  «О различии между квантами и короткими цугами волн» 6 XI 2022, энергия цуга зависит от его частоты, амплитуды волн и длительности самого цуга.
В квантах же энергия определяется лишь частотой.
Почему?
Потому что ОДИН квант излучается всего лишь ОДНИМ электроном, спирально «соскальзывающим» с верхней орбиты на любую нижележащую. И энергия излучения при этом зависит лишь от количества витков спирали. Не берусь говорить что-либо о временнОй длительности этого пакета волн, скорей всего, по каким-то квантовым законам длительность спуска электрона всегда одна и та же и лишь количество витков спирали, описанных им за это время определяет частоту кванта. То есть мощность кванта (то, что мы называем «Энергией кванта») определяется количеством колебаний поля, умещающихся во вполне определённом, очень кратком и всегда постоянном отрезке  времени.

Спиральный переход, скорей всего,  происходит между орбитами, лежащими (по крайней мере, как наибольшая вероятность перехода), в одной плоскости или весьма близких плоскостях,  что обуславливает линейную поляризацию излучения данного кванта.
Если такое НЕ ПРОИСХОДИТ, и электрон по спирали переходит в ДРУГУЮ ОРБИТАЛЬНУЮ ПЛОСКОСТЬ ВРАЩЕНИЯ,  то квант поляризован по кругу или эллипсу.
Faciant meliora potentes.
18 V 2023


Рецензии
Здравствуйте, Эспри!

Комментировать научную сторону этой публикации аргументированно мне не пристало по причине очевидной малообразованности. Хотел здесь лишь поделиться одним предположением, навеянным Вашим текстом.
Всем известны спектральные линии, индивидуальные для любого химического элемента или соединения. Линии эти соответствуют определённой частоте излучения. Но! Если придерживаться строгой логики, почему мы видим эти линии? Ведь они должны быть настолько тонкими, чтобы оставаться неразличимыми нашим глазом относительно фона. Другой важный момент: очень высокая частота излучения.
Теперь представим, что вылетающие фотоны всё же в силу определённых внешних факторов незначительно отличаются по частоте. Перечислять эти факторы не буду, но в целом процесс излучения соответствует изложенной Вами версии. В процентном отношении относительно среднего (базового) значения эти частотные отклонения ничтожны, но их достаточно, чтобы немного "размазать" картинку и сформировать линии, которые мы уже способны воспринимать зрением. Аналогия: провести линию на бумаге изрядно изношенным толстым грифелем или остро заточенным — очевидно же, какая из них будет лучше заметна, особенно издалека (тонкую можно вообще не увидеть).
Вот такие рассуждения дилетанта.
Благодарю за внимание!

С наилучшими пожеланиями,

Андрей Девин   19.05.2023 23:59     Заявить о нарушении
Уважаемый Андрей Девин,
Благодарю Вас за внимание и за написание интересного комментария!
Насчёт «тоньшины» спектральных линий.
Если кванты с определённой энергией (определённая «линия» на спектрограмме) испускаются малым количеством атомов, то она действительно просто останется невидимой. Но обычно набор таких линий (а не одна или десять), характерных индивидуально для данного элемента, излучаются достаточно большим количеством атомов.
«Расплывания» линий могут быть вызваны различными причинами: Эффектом Допплера, релятивистскими эффектами (поворот эллиптической орбиты электрона в модели атома Бора-Зоммерфельда. Нечто схожее с вековым поворотом длинной оси эллипса Меркурия), «отдачей» атомов после излучения кванта, расщеплением линий вызванных влиянием ядра (сверх-тонкая структура, предсказанная японским физиком Хантаро Нагаокой и зло высмеянная математиком и спектроскопистом Карлом Рунге), эффектом Штарка и Зеемана (расщепление линий атомов, находящихся в сильных электрических и магнитных полях, влиянием окружающей среды (например некоторые спектры на звёздах с очень высокой температурой тоже смещаются). В общем это целый радел физической оптики, названный когда-то «зоопарком» из-за обилия всевозможных спектров. А уж о вращательно-колебательных полосовых спектрах молекул и говорить трудно. Там энергетические уровни настолько близки, что переходы создают линии, НЕРАЗДЕЛЯМЫЕ даже самыми лучшими спектрометрами с высокой разрешающей способностью
Но идея «спирального перехода электрона» ничуть не противоречит спектральным особенностям, а, наоборот, вполне совпадает с наличием разнообразных спектров. Ведь атом каждого элемента построен чуть иначе и электроны, срывающиеся со стационарных орбит, будут описывать РАЗНЫЕ спирали перед «посадкой» на другую стационарную орбиту. А это даёт соответствующие РАЗНЫЕ линии в спектре.
Спасибо за интересную подсказку.
Ваш Эспри

Эспри Де Лэскалье   20.05.2023 00:45   Заявить о нарушении
Собственно, мне нечего добавить. Научную часть Вашего ответа по причине отмеченной ранее малообразованности могу лишь принимать на веру и не имею намерения вступать в полемику с корифеями науки. А идею моего комментария Вы прекрасно поняли: именно в силу отличия атомов, малоразличимого с нашего уровня наблюдения, и возникают незначительные флуктуации частоты излучения. По той же причине (высказанной Вами в тексте публикации версии) эти частоты существенно отличаются для разных атомов и молекул.

Андрей Девин   20.05.2023 03:33   Заявить о нарушении
PS
Осталось определить, с чем связано разное количество линий в спектрах...

Андрей Девин   20.05.2023 03:36   Заявить о нарушении
Уважаемый Андрей Девин,
Вновь -- моя благодарность за Ваши комментарии.
"Корифеем науки" никак не являюсь, как равно не претендую на уже занятое место "Гения всех времён и народов". Выпихивать усопшего из гроба Гения и Корифея всех наук не намереваюсь, ибо обойдусь своим собственным гробиком, когда придёт время.

Энергетических уровней (разнорасположенных орбит, причём не только круговых, но и эллиптических с разными степенями эксцентриситета) превеликое множество и электроны, скользя по РАЗНЫМ спиралям вниз, излучают разные линии. Не говоря уже о всяких возмущениях, сдвигающих эти уровни и вызывающих значительные или незначительные расщепления линий, то есть многообразие квантов с различными частотами (энергиями).

Кстати, интересно, что "гипотеза спиралей Эспри" объясняет, помимо прочего, также такое вроде бы странное качество квантов: Их энергия зависит только от частоты «НЮ», умноженной на Постоянную Планка, в то время, как даже очень короткие цуги волн, энергетически различны по частоте, амплитуде колебаний и длительности цуга. А квнты ОДИНАКОВЫ, ВОЗМОЖНО, по двум последним параметрам.
С признательностью Ваш Эспри
P.S. Если бы меня звали Боря, то можно было бы скаламбурить:
"Постулаты Бора и Cпирали Бори"

Эспри Де Лэскалье   20.05.2023 15:08   Заявить о нарушении
А как такой каламбур: постулаты Бора поспирали Бори?

Андрей Девин   20.05.2023 15:20   Заявить о нарушении
Если серьёзно, меня давно не совсем устраивает общепринятое "дуалистическое" представление электромагнитного излучения. Волна подразумевает распространение возмущения по всем направлениям, но отдельный квант не может же одновременно так двигаться? Значит, просто в разные стороны летят одинаковые (?) кванты, но их мегаастрономическое количество и воспринимается наблюдателем в виде волны.

Андрей Девин   20.05.2023 15:31   Заявить о нарушении
Уважаемый Андрей Девин,
Признателен Вам за комментарии и предложения!
Охотно бы принял "ПОСПИРАЛИ" в виде, конечно, каламбура, но тогда надо вводить "ПОспирали" в язык как неологизм. Предложим Академии Русского Языка и такой вариант: Де, это НЕ ПРОСТО СПИРАЛИ, а ПОстулированные Спирали!

Дуалим частиц-волн (корпускулярно-волновой) в квантовой механике я тоже не приемлю.
Но с волнами и квантами дело обстоит проще:
ВСЁ ЗАВИСИТ ОТ ПРОЦЕССА, ИХ ПОРОЖДАЮЩЕГО
А таких, по крайней мере, два: Излучение ВОЛН, как это происходит в антеннах, ускорителях и звёзжных туманностях, и Квантовые Скачки, в которых рождаются Кванты.
Проблема в заученном школярстве и зашоренности человечекого мышления:
Сначала ВСЁ было копускулами света Ньютона.
Потом -- ВСЁ стало волнами Гюйгенса-Френеля.
С 1905 года -- ВСЁ стало опять квантами Планка (с1900) и фотонами Эйнштейна (Идея совершенно верная!).
Но у людей стадное мышление. Если сегодня "Мода на кванты" -- значит ЛЮБОЕ излучение – квантованно. Тут и кроется тупость и идиотизм стада. Допустить, что МОГУТ существовать и волны электромагнитного поля и кванты -- в тупых головах не укладывается.
А природа с мозгами тупиц НЕ СЧИТАЕТСЯ!
А против неё -- не попрёшь!
С благодарностью Ваш Эспри

Эспри Де Лэскалье   20.05.2023 16:23   Заявить о нарушении
Вновь, главное: ЧТО порождает излучение?
Скачкообразный квантовый процесс в атомах и ядрах, или волновое излучение, происходящее более или менее короткими или длинными цугами волн. Радиолокатор излучет микросекундные импульсы ЦУГОВ сантиметровых волн. Антенна радио-телестанции -- длинные цуги ВОЛН. Атом и ядро -- кванты. В лазерах, поскольку атомами излучаются кванты на них накладывается ещё и дополнительный импульсный -- цуговый характер излучения, то есть некая порция КВАНТОВ излучается в микросекунды, за счёт чего и достигается огромная мощность импульса, хотя энергия в импульсе совсем невелика. Но время излучения этой энергии крайне мало!

Эспри Де Лэскалье   20.05.2023 16:33   Заявить о нарушении
Меня в данном случае интересует не столько физический первоисточник излучения, сколько свойства "среды", а конкретно: что такое пресловутое "поле", о волнах которого речь. Склонен предполагать, что любое "поле" так же состоит из невообразимо малых "частиц", периодические перемещения которых в пространстве и наблюдаются как волны. Другое дело, что сейчас невозможно даже приблизительно оценить их размер; возможно, их соотношение с размерами атомов примерно такое же, как соотносятся размеры атома и макрообъектов. Однако это всего лишь очередные фантазии дилетанта, ничем не подкреплённые, кроме сомнительной абстрактной логики.

Андрей Девин   20.05.2023 17:35   Заявить о нарушении
Уважаемый Андрей Девин,
Мне представляется, что здесь произошло смешивание разных понятий-ипостасей. Среда и физический фактор. Звуки распространяются в среде -- газах, жидкостях, твёрдых телах и пр. Колеблются частицы среды, взаимодействующие как-то друг с другом.
Электромагнитные колебания распространяются без нужды в среде распростространения в среде без вещества. Но тут мои взгляды и общепринятые расходятся.
Не электромагнитные поля существуют в пространстве и времени, а сами ПОЛЯ И ЕСТЬ ОБРАЗУЮЩИЕ НАШЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОСТРАНСТВО и изменения в этих полях -- прапространствах создают то, что мы называем временем. Поэтому сводить поля к неким частицам мне представляется нецелесообразным. Хотя в квантовой электродинамике принято считать, что любое силовое поле еть ничто иное, как обмен виртуальными частицами между взаимодействующими телами. Так что Ваша мысль весьма близка к современным квантовым понятиям, кои я не могу принять из-за их внутренней противоречивости.
Например, электромагнтное взаимодействие тел обусловлено, по квантовой теории, обменом тел виртуальными фотонами. Электромагнитное взаимодействие обусловлено квантами того же электромагнитного поля, которые тоже являются "частями" этого поля. Каша - кашецообразная, а масло - маслянистое. Но простейший опыт на школьном уровне приведёт к физическому абсурду.
Например, движущийся заряд. В нашей лабораторной системе отсчёта он движется и поэтому НАШИ магнитометры обнаружат его магнитное поле. Но, если окружить этот заряд некой ПРОНИЦАЕМОЙ для магнитного поля сферой из многих магнетометров, движущихся вместе с ним, то они ничего не обнаружат. Спрашивается, куда делись фотоны, создающие у нас магнитное поле в наших магнетометрах и они же отсутствующие в непосредственной близости к заряду?
Итак снова: По-моему, НЕ поле располагается в пространстве как некая особая область, а поле как раз своим наличием и создаёт то, что мы называем нашим физическим-геометрическим пространством.
С признательностью Ваш Эспри

Эспри Де Лэскалье   20.05.2023 18:37   Заявить о нарушении
Эспри, я помню Ваши рассуждения о первичности полей, которые и образуют привычный нашему восприятию мир. Однако всё равно останется вопрос: что собой представляет это поле? Как его описать на понятном человеку языке?
Что касается опыта с движущимся зарядом, не был бы столь категоричен. По логике всё вроде бы верно (согласно принципу относительности движения), но что наблюдалось бы в реальности, смог бы показать только реальный эксперимент, а не гипотетический. Однако самое главное: что реально регистрировалось бы в подобном опыте? Прибор уловил бы изменение напряжённости поля (аналог физической плотности применительно к веществу?), а какова причина этого изменения? "Уплотнение" при движении, как при движении тела в воздушной или водной среде, или что-то иное?

Андрей Девин   20.05.2023 19:16   Заявить о нарушении
PS
Есть ещё один нюанс: скорость движения заряда. Какова она в проводнике? (Не рассматриваем движение самого проводника). Если далее продолжу развивать свою буйную фантазию, то можно высказать и такую идею: изменение магнитного поля — своего рода аналог акустической волны при движении макрообъекта в воздухе.

Андрей Девин   20.05.2023 19:23   Заявить о нарушении
Уважаемый Андрей Девин,
Постараюсь ответить на Ваши вопросы по мере осведомлённости и фантазии.

Поля, образующие наше геометрическое пространство это то, что я назвал «Прапространствами», но это Электрическое и Магнитное поле (или пространство)
В них происходят некие циклические изменения и это -- Ход Нашего Времени.
Таковы мои представления, вынужденно вытекающие напрямую из другой гипотезы: О применимости Общей Теории Относительности к явлениям электромагнетизма. То есть я попытался подражать Эйнштейну и развивать его идею об искривлении пространства и изменении хода времени, но проявдяющихся не только в гравитационных взаимодействиях, а и в электромагнитных.
Там, в попытке применить эйнштейновский подход к этим полям, натолкнуляся на трудность: Поля (электрическое и магнитное) вызывают не только притяжение, но и отталкивание. Для того, чтобы снять эту трудность и пришлось мне придумать электрическое и магнитное прапрастранства и сделать ИХ – ПЕРВИЧНЫМИ, а наше – вторичным.

Насчёт эксперимента с зарядом. Любой школьник Вам ответит, что если заряд НЕПОДВИЖЕН в нашей системе отсчёта магнитного поля не возникнет. Так что это не фантазия, а известный физический эффект! Согласно теории электродинамики, развитой Лоренцом, чем больше скорость заряда, тем больше напряжённость (индукция) магнитного поля, создаваемого движением заряда.. есть даже формула силы Лоренца, действующей со стороны магнитного поля на влетающий в него заряд.

Насчёт «уплотнения». Частично Вы правы – ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ поле ДВИЖУЩЕГОСЯ заряда, подчёркиваю, ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ, изменяет свою форму и его силовые линии как бы прижимаются спереди к заряду. Но это НЕ ЕСТЬ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗАРЯДА!

Скорость движения электронного облака в металле. Скорость распространения поля вдоль проводника – скорость света.
Скорость реального физического движения, дрейфа электронов по проводнику чрезвычайно мала -- тысячные и сотые доли миллиметра в секунду. Например, в медном проводнике, при максимально допустимой плотности тока 6а на квадратный миллиметр сечения, скорость дрейфа электронов всего 0.4 мм/сек. В то же время скорости хаотического движения электронов в том же металле составляют 600-2000 км/сек, то есть в миллиарады раз больше скорости дрейфа. И эти скорости электронов НЕ МЕНЯЮТСЯ в пределах температур от почти Абсолютного нуля до десяти тысяч градусов. (Так называемая «нулевая энергия электронов»).
Именно поэтому мне пришлось придумывать гипотезу о причинах электрического сопротивления металлических проводников, ибо ничего по-настоящему разумного физика не предлагает. А явление-то общеизвестное и миилиарднократно используемое уже два века.
Надеюсь, что смог ответить на интересующие Вас вопросы.
Если -- нет, спрашивайте вновь!
Ваш Эспри

Эспри Де Лэскалье   20.05.2023 22:13   Заявить о нарушении