|
|
|
|
|
|
|
|
ЭМ волны и фотоэффект.
ЭМ волны и фотоэффект – некоторые пояснения.
Численно фотоэффект давно описан, формулы прекрасно работают. Другое дело, что классическая волновая теория света не в состоянии объяснить явление фотоэффекта. Это лишь говорит о том, что теория требует основательной переработки. Созданная во времена царя Гороха, она не могла избежать косности мышления, которой грешат и некоторые современные физики, представляющие волну только как колебание некой среды. ЭМ волна не требует среды для распространения.
ЭМ волны я бы условно назвал структурами первого порядка.
Частицы (с массой покоя, «твердые») – структуры второго порядка.
Волны в веществе – структуры третьего порядка.
При особых условиях волны в веществе приобретают некоторые характеристики, свойственные «твердой» материи – структуры четвертого порядка и т.д.
(Обратите внимание, что данный перечень также имеет волновую структуру волна-«твердая материя»).
Вернемся к ЭМ волнам. Почему для фотоэффекта важна именно частота?
Именно с увеличением частоты (не амплитуды) возрастает «твердость» волны – «плотность» энергии волны. Можно сколько угодно увеличивать амплитуду радиоволны – это увеличит ее энергию, но она будет как бы «размазана». Для примера, энергия океана огромна, но это не замечается купальщиками в прибрежных волнах.
Именно увеличение частоты излучения «конденсирует» энергию, «уплотняет» ее, придает «твердость» – в этом причина наличия корпускулярных свойств у высокочастотного («жесткого») излучения. Для наглядной аналогии можно представить пружинку – чем больше ее сжимаешь, тем она тверже и локальнее в пространстве.
Насколько я понимаю, основным элементом, противоречащим волновой природе света, считается явление квантования. Кванты света и принято считать частицами (фотонами). Это всего лишь удобная в некоторых случаях модель – частицы получаются весьма условные.
По моему мнению, квантование не должно противоречить волновой теории, поскольку является фундаментальным законом природы – обязательным условием существования материи. Т.е. теория просто нуждается в переработке.
Т.к. волна является структурой, то она просто обязана подчиняться законам квантования. В природе существуют устойчивые структуры – то, что мы называем «целое» – это кванты. Переходные структуры (не целые) крайне неустойчивы, если вообще существуют. Для структур первого порядка природа не терпит переходных (промежуточных) форм, т.к. при этом мгновенно теряется качественная характеристика структуры (целого). Т.е. в принципе можно представить полкванта света, но потеряется его качественная характеристика – это будет уже не свет, а настолько неустойчивая структура, что не сможет существовать. Для наглядной аналогии можно представить в качестве кванта человека – его нельзя разделить без потери качества. Полчеловека – это не человек, а труп – нечто совершенно иное. Т.е. человеки могут передаваться только квантами, как и все любые другие целые структуры.
Типичным примером нетерпимости промежуточных состояний является поведение электрона в атоме – он мгновенно перемещается с одного энергетического уровня на другой. При таком подходе мгновенные изменения состояний даже на больших расстояниях не являются чем-то парадоксальным – электрон, исчезая в одном месте, мгновенно появляется в другом; кванты энергии света (фотоны) мгновенно поглощаются электроном, так же мгновенно изменяя его энергетическое состояние.
Закон квантования так же справедлив и для макромасштабов. Вселенная как целая структура в некоторых случаях мгновенно меняет свое состояние – скорость распространения полей (в частности, гравитационного) бесконечна.
Подчеркну еще раз – волновая структура обязана подчиняться закону квантования, иначе она не сможет существовать. С учетом этого волновая теория требует доработки.
Наличие корпускулярных свойств у фотона не делает его «полноценной» частицей, как, например, высокая частота звука не превращает его в настоящую пулю. Можно говорить лишь о том, что у волны появились новые свойства, но при этом она не перестала быть волной.
04.01.2008
