Разогрев за счёт потери энергии 2!

Опять вынужденное повторение двухлетней давности заметки из-за написанного на днях послесловия.


Индуцированное излучение и Молекулярно-Кинетическая Теория (МКТ)

Термин «индуцированное излучение» придуман Эйнштейном и впервые появился в серии его статей, посвящённых взаимодействию света (более общо – квантов электромагнитного излучения) и вещества. Причём никаких идей квантовых усилителей или генераторов (лазеров, мазеров, иразеров) в них не высказывалось.
Это придумали уже позже подобострастные и льстивые эпигоны.

Суть, физический акцент всех упомянутых статей Эйнштейна был как раз в том, чтобы объяснить, как вещество нагревается при воздействии на него излучения.
Эйнштейн рассматривает два вида излучения атомов:
Спонтанное, то есть самопроизвольное, и
Индуцированное, то есть вызванное внешней «накачкой» атомов вещества энергией излучения.
При этом он детально разбирает вопрос о чисто механической передаче кинетической энергии от квантов к веществу.
Объяснения его просты и строги: Атом, поглотивший фотон, получает некий импульс (толчок) от поглощённого фотона (как, скажем баллистический маятник в опытах начинает качаться от попавшей в него пули). То есть за счёт механического импульса фотона – «mc» атом получает некоторое приращение его кинетической энергии и начинает двигаться быстрей.

Другой случай, когда атом излучает квант. Тогда из-за «реакции отдачи» он тоже получает некое увеличение его кинетической энергии. Таким образом по Эйнштейну, вещество разогревается.
И вот тут мы наталкиваемся на парадокс.
Понятно, что в природе никаких парадоксов нет, парадокс возникает в наших головах, когла одна догма наталкивается на другую, ей противоположную.  Как разрешается такой парадокс?
Отбрасыванием одной или обеих догм и придумыванием некого нового объяснения явления.

Итак: У нас имеется некий объём газа, состоящего из возбуждённых атомов, то есть атомов, предварительно получивших некий запас энергии и поэтому их электроны находятся не на своих «обычных» орбитах, а где-то на более высоких.
Состояние, когда  все электроны атома вращаются на «положенных» им орбитах называется «основным».
А упомянутое – «возбуждённым».
Долго находится в таком состоянии атом не может и поэтому он излучает избыток энергии в виде кванта излучения. Но, излучив его, он, за счёт упомянутой отдачи, получает некий дополнительный импульс, добавку к имеющейся у него кинетической энергии. Значит его скорость увеличивается. Получается, что ТЕРЯЯ ЭНЕРГИЮ НА ИЗЛУЧЕНИЕ вещество из таких атомов саморазогревается, ибо атомы из-за отдачи начинают двигаться быстрей!
Вещество теряет энергию и при этом РАЗОГРЕВАЕТСЯ!!!
Явная нелепость!
Может быть Эйнштейн чего-то недодумал и ввёл нас в заблуждение?
Нет, все его рассуждения верны и безукоризнены!
Но из этих рассуждений получается физический абсурд!
Если рассуждения верны, они должны дать некий разумный и экспериментально подтверждающийся вывод.
А тут – абсурд!!!
Но, если рассуждения Эйнштейна верны, а из них вытекает абсурд, значит причиной абсурда является что-то другое!
Что?
Догма Молекулярно-Кинетической Теории, что теплота – это движение атомов и молекул вещества. Причём, чем больше скорость этого движения, тем выше температура вещества и больше его тепловая энергия!
Разбор этого случая похож на унтер-офицерскую вдову, которая сама себя высекла. МКТ высекла сама себя, обнажив своё очередное внутреннее противоречие!

Так, ускорятся ли атомы отдачей при излучении фотона?
Ответ: ДА!
Значит ли это, что они начинают в целом двигаться быстрей?
Ответ: ДА!
Происходит ли в результате этого процесса саморазогрев вещества?
Ответ: НЕТ!

МКТ в который раз показывает свою несостоятельность.
Предложенная несколько лет тому назад Молекулярно-Электрическая Теория (МЭТ), призванная заменить МКТ, объясняет теплоту не как КИНЕТИЧЕСКУЮ энергию движения атомов и молекул, а как ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ энергию деформации электронных орбит. Для этого было введено понятие «идеального атома» и ядра этой теории – Конфигурационная Теория Электронных Орбит. Нагрев вещества, согласно МЭТ – ЭТО ДЕФОРМАЦИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ОРБИТ, ИХ ВЗАИМНОЕ СМЕЩЕНИЕ. ИЗМЕНЕНИЕ ИХ КОНФИГУРАЦИИ!
Тогда всё становится на свои места, Атомы, излучая, фотоны, кванты электромагнитной энергии, действительно приобретают некий дополнительный импульс. Но это убыстренное их движение никак не увеличивает суммарной тепловой энергии излучающего вещества, наоборот, оно, теряя энергию на излучение, охлаждается!
Что вполне соответствует и закону сохранения энергии и опытным данным!
Вывод, в который раз: Молекулярно-Кинетическая Теория неверна, она  противоречит опытам и внутренне противоречива!
Faciant meliora potentes.

Литература:
А.Эйнштейн, т. 3
Испускание и поглощение излучения по квантовой теории. 1916 г.
К квантовой теории излучения. 1916-1917 гг.
К квантовой теории радиационного равновесия. (Совместно с П.Эренфестом). 1923 г.
13 V 2024

P.S. Дополнение: Строго говоря МКТ НЕ неверна, а лишь приложена к неподходящим объектам – сложным системам в виде молекул и атомов. В них основной запас тепловой энергии обусловлен НЕ их кинетической энергией, а потенциальной энергией деформированных электронных орбит. При излучении фотонов они ТЕРЯЮТ ЗНАЧИТЕЛЬНУЮ часть имевщейся энергии, однако приобретают  НЕзначительную её часть за счёт некоторого приращение скорости (в результате «силы отдачи» от излучённого фотона) и, соответственно, увеличения их кинетической энергии.
Как, например, электрон в атоме, излучает квант электромагнитной энергии, спускаясь с более высокой (удалённой от ядра) орбиты на более низкую (ближе к ядру), но при этом он УСКОРЯЕТСЯ, то есть испытывает некое приращение своей кинетической энергии. Чем ближе электрон к ядру, тем больше  (по закону Кулона) сила электростатического притяжения ядра и, поэтому на внутренних орбитах электроны вращаются со значительно бОльшими скоростями, чем на внешних.
 
Для «голых» ядер и элементарных частиц МКТ, возможно, вполне приложима и справедлива.

Если же допустить, что при излучении фотонов атомы и молекулы действительно испытывают серьёзное приращение их кинетической энергии, то (по МКТ) вещество действительно саморазогреватся от потери энергии на излучение и тогда следует отменить Закон Сохранение Энергии! Иными словами, неявный смысл статей Эйнштейна фактически указывает нам на принципиальное противоречие между МКТ и Законом Сохранения Энергии.

Тогда Солнце, например, теряющее четыре миллиона тонн ежесекундно на излучение, должно саморазогреваться от этих потерь энергии и тем больше, чем больше излучает!
Что представляется абсурдным.

Можно, конечно, допустить и ещё одну, на мой взгляд, фантастическую возможность-лазейку, опровергающую идею Эйнштейна о механизме разогрева вещества излучением:
Допустим, что как раз излучающие  квант атомы или молекулы в этот момент ВСЕГДА и В ОБЯЗАТЕЛЬНОМ ПОРЯДКЕ излучают квант в направлении вектора своего движения и тогда отдача ТОРМОЗИТ атомы или молекулы, а не добавляет приращения их скорости. Тогда излучающее вещество действительно будет охлаждаться. 
Что ж, ответ за экспериментаторами. Характеристическая линия спектра атомов должна быть слегка сдвинута в голубую сторону (за счёт Допплеровского эффекта).  Если эта фантастическая возможность реализуется, то  никакого противоречия между МКТ и Законом Сохранения Энергии  не будет!
16 VIII 2026