В соответствии с теорией Максвелла, принято изображать электрическое и магнитное поля в виде двух плоских взаимно перпендикулярных синусоид. Электрическая синусоида размещается в вертикальной плоскости, а магнитная синусоида – в горизонтальной. Такие две синусоиды сдвинуты друг относительно друга по фазе на 180 градусов. Максвелл писал и говорил, что электрическая и магнитная составляющие (две взаимно перпендикулярные синусоиды) электромагнитного поля как бы перекувыркиваются друг в друга со скоростью света, и, тем самым формируют фотон.
Тогда, мы должны думать, что фотон – это баба Яга (электрическое поле), перекувырнувшись, превращается в Лешего (магнитное поле), а он, перекувырнувшись, превращается в бабу Ягу, которая превращается в Лешего. Вот так они и перемещаются в пространстве со скоростью света.
13.5. Наше представление о фотоне и свободном электроне
Мы считали и считаем, что фотон – это объемная конструкция. Но, не нечто, сконструированное из двух плоских, взаимно перпендикулярных синусоид. Для того, чтобы убежденно утверждать, что внутри такой объемной конструкции (фотона) расположились две взаимно перпендикулярные синусоиды, нужно, как минимум, заглянуть внутрь фотона, и посмотреть, как они там расположились. Причем, фотон – это вращающаяся в пространстве штучка. То есть, располагающая собственным спином. Фотон относится к бозонам, то есть, имеет спин, равный единице. Это означает, что вращающийся фотон, совершает один оборот за один период его колебательного движения. Читатель может подумать. С синусоидами Максвелла было все понятно. Там речь шла о периоде плоских синусоид (электрической и магнитной) электромагнитного поля.
А что представляет собой период колебаний такой объемной конфигурации, как фотон. В нашем представлении, фотон – это нечто пульсирующее. Что-то типа сердца, которое сжимается и разжимается (пульсирует) в пространстве. Период таких пульсаций и есть период колебаний фотона. Нам очень нравится идея Максвелла о перекувыркивании фотона. Но, в нашем представлении, фотон перекувыркивается в самого себя.
Более подробно о механизме такого перекувыркивания. Все начинается с того, что с электрона срывается малюсенькая капелька чего-то, что является содержимым фотона. Что это такое – не знаем. Но зато мы знаем, что такая малюсенькая капелька, состоящая из чего-то, вращается в пространстве. Поскольку электрон все время вращается в пространстве. В соответствии с законом сохранения момента, наша малюсенькая капелька, сорвавшись с электрона, как и электрон, пребывает во вращательном движении.
Многим из нас доводилось наблюдать за воронками, которые образуются в жидкостях. Что-то подобное происходит с нашей малюсенькой капелькой, внутри которой, по причине ее вращения, начинает формироваться воронка. Правильно сказать, наша капелька приобретает форму воронки.
В результате, содержимое нашей капельки выдавливается на ее периферию и через узкую часть воронки выплескивается в соседнее пространство. Можно сказать, что капелька (фотон) перекувыркивается сама в себя в пространстве. Чтобы внутри содержимого капельки (фотона) произошло образование пустой воронки, необходима начальная сила и вращение капельки. Такие условия обеспечивает электрон. Надо думать, что наша капелька вырывается из объятий электрона, под воздействием какой-то силы (первоначальный толчок). О вращении электрона мы уже сказали. Мы знаем, что электрон является фермионом, со спином, равным одной второй. То есть, в пространстве электрон совершает два оборота за один период его пульсаций. Нетрудно понять, почему фермион (электрон) порождает бозон (фотон). Это следует из наших объяснений механизма перекувыркивания капельки (фотона).
Как только капелька (фотон) вырвалась из объятий электрона, она начинает жить своей жизнью и совершать вращения и пульсации (перекувыркивания) с частотой в один оборот за один период пульсаций. Иначе, мы не получим рассмотренный нами механизм перекувыркивания капельки (фотона).
13.6. Почему радиоволны проходят сквозь стену, а свет не проходит
Хотелось бы понять, чем и как отличаются фотоны, принадлежащие к различным диапазонам излучений. Например, чем отличается фотон светового излучения в видимом диапазоне от фотона в радиочастотном диапазоне. Представим себе типичную бытовую ситуацию. Некто Иванов, в кирпичном доме заходит в ванную комнату, стены которой построены из бетона. Некто Петров, в таком же доме и в такой же ванной комнате, но на соседней улице, достает смартфон, звонит Иванову, и Петров с Ивановым начинают разговор, с помощью смартфонов. На улице светит солнышко, но свет в ванных комнатах Иванов с Петровым не включают, то есть разговаривают в кромешной тьме. Все понимают, что смартфоны обмениваются фотонами в радиочастотном диапазоне.
Вопрос. Почему фотоны радиочастотного диапазона проникают в ванные комнаты Иванова и Петрова, сквозь кирпичные стены домов и бетонные стенки ванных комнат, а солнечные фотоны не проникают? Чтобы ответить на такой вопрос, вернемся к рассмотрению наших капелек (фотонов). В случае с фотоном в видимом диапазоне частот, перекувыркивание и пульсации капелек (фотонов) происходят очень часто. Содержимое капельки не успевает расползтись в направлении ее движения. Поэтому фотон в направлении его движения можно и нужно представить этаким толстеньким коротышкой. Что-то типа сковороды, летящей вперед днищем (плашмя). Толщина такой сковороды (фотона) – ангстремы.
В случае с фотоном в радиочастотном диапазоне, наша капелька (фотон) расползается по всей длине фотона. А длина такого фотона может составлять сантиметры, метры. Поэтому содержимое нашей капельки, растекаясь по всей длине фотона в радиочастотном диапазоне, превращается в нечто очень тонкое. Мы считаем, что это очень тонкое, можно назвать вибрирующей (пульсирующей) струной. В отличие от апологетов теории струн, хотя мы тоже относимся к сторонникам такой теории, мы рассматриваем явления уже на уровне фотонов, и нам, для такого рассмотрения, достаточно трехмерного пространства.
Апологеты теории струн претендуют на многомерное пространство где-то на уровне кварков. Во всяком случае, наша интерпретация позволяет объяснить, почему струна (фотон в радиочастотном диапазоне) свободно проходит в межатомном пространстве кирпичной стены здания и бетонной стены ванной комнаты, а сковорода (фотон в световом диапазоне) застревает в таких стенах.
Наша интерпретация позволяет наглядно объяснить гениальный закон Макса Планка, согласно которому энергия прямо пропорциональна частоте фотона. Чем выше частота пульсаций фотона, тем короче сковорода, но тем больше площадь днища такой сковороды. Физики предпочитают употреблять термин “площадь эффективного сечения”. Чем ниже частота пульсаций фотона (например, в радиочастотном диапазоне), тем длиннее и тоньше струна (пульсирующий фотон). Энергия “чего-то” характеризуют способность этого “чего-то” совершать работу.
В каком случае совершится большая работа, например, когда по левой щеке нам стукнет летящая сковорода или в левую щеку вопьется, летящая со скоростью летящей сковороды, очень тонкая струна. Нам кажется, что сковорода не только вышибет челюсть, но и всю голову разнесет вдребезги, а тонкая струна пронзит и левую и правую щеки практически без последствий. Так что мы имеем право сказать, что сковорода (фотон в рентгеновском диапазоне) совершает большую работу, чем тонкая струна (фотон в радиочастотном диапазоне). Фотон в рентгеновском диапазоне еще более энергичен фотона в радиочастотном диапазоне. Что подтверждается формулой Макса Планка.
Читатель может спросить. Почему сковорода в рентгеновском диапазоне проникает внутрь определенного вещества, а сковорода из светового диапазона не проникает во внутрь такого вещества. Если структура такого вещества имеет слабые внутренние связи, то рентгеновская сковорода настолько энергична, что может порвать такие связи и проникнуть внутрь вещества. Для защиты таких слабых связей от разрывов, применяют экраны, например, свинцовые. Защищаться от сковороды в световом диапазоне нет необходимости, поскольку такие сковородки не могут порвать связи вещества, протаранить вещество и проникнуть внутрь вещества.