Происхождение и свойства квантов.

Происхождение и свойства квантов.

В 1900-м году Макс Планк выдвинул гипотезу об электронном излучении не непрерывными потоком, а отдельными квантами (частями, порциями, «кусками») волнообразно.
В 1913 году Бор применил идею квантов к планетарной модели атома. Эта модель на основе классических представлений приводила к парадоксу - радиус орбиты электрона должен был постоянно уменьшаться из-за излучения и электрон должен был упасть на ядро. Для объяснения устойчивости атомов Бор предположил, что электрон испускает световые волны не постоянно, а лишь при переходе с одной орбиты, удовлетворяющей условиям квантования, на другую.
Теория Бора не могла объяснить, как движется электрон при переходе с одного уровня на другой. И в течение XX-го века учеными в области квантового излучения электронами так и не удалось объяснить закономерностей ни строения атома, ни движения электронов в атоме, ни физического происхождения квантов, ни роли их в материальном мире.
Причиной этому является консервативная привязанность науки к теории электрических зарядов элементов атома. Кроме того наука увлеклась поиском какой-то принципиально новой теории, пренебрегая известными законами классической физики.

О строении модели атома и движении электронов в атоме.
1. Элементы атома (ядро и электроны) представляют собой сгустки форм материи (элемен-тарных частиц, фотонов, квантов) и не имеют электрических зарядов.
2. Электроны в атоме обращаются вокруг ядра атома не по круговым орбитам, а по эллипсо-образным траекториям последовательно вокруг трех пространственных координатных осей X, Y и Z.
3. Движение электронов осуществляется под гравитационным взаимодействием ядра атома и электронов.
На Рис.1. представлена схематическая модель одноэлектронного атома в плоскости. Модель атома представляет собой сферическую (шарообразную) фигуру.

Рис.1
На Рис.1. в схеме на плоскости траектория движения электрона выглядит «орбитой». Для наглядности «орбита» на рисунке имеет красный и черный цвет, соответственно окрашен и электрон на разных ветвях орбиты.
Красным цветом окрашена нисходящая ветвь «орбиты» электрона, для обозначения процесса электронного излучения.
Черным цветом окрашена восходящая ветвь «орбиты» электрона для обозначения процесса электронного поглощения (возбуждения).
Далее вместо термина «орбита» употребляется термин «траектория» движения электрона.
Серым цветом окрашена область атомного пространства, где может находиться электрон в процессе обращения вокруг атомного ядра. В физике эта область именуется электронной орбиталью.
О красных и черных стрелках ниже
Движение электрона вокруг ядра атома осуществляется по закону орбитального движения классической физики. На нисходящей ветви траектории движения вектор гравитационного взаимодействия между ядром атома и электроном является ускоряющим фактором, и электрон по траектории движется с ускорением. Ускорение движения сопровождается увеличением центробежной силы на сгусток массы электрона, и под воздействием центробежной силы из массы электрона отрывается часть ее и уходит в пространство со скоростью, соответствующей центро-бежной силе в точке местонахождения электрона на траектории движения. Таким образом, на схематическом рисунке в плоскости излучаемая часть электронной массы в пространство и является квантом массы электрона, или, как принято говорить в физике, квантом энергии. Квант обладает массой и скоростью движения в пространстве.
С переходом электрона на восходящую ветвь траектории вектор гравитационного взаимодействия между электроном и ядром атома становится тормозящим фактором и электрон продолжает движение по инерции, но с замедлением, то есть с отрицательным ускорением. С замедлением скорости движения дефект массы электрона увеличивается, и электрон оказывается притягивающим объектом относительно квантов, элементарных частиц, корпускул, фотонов, находящихся в окружающем пространстве. С возрастанием дефекта массы масса электрона увеличивается. В этом заключается смысл электронного поглощения и возбуждения. С переходом электрона на нисходящую ветвь траектории движения повторяется цикл излучения.
Так как цикл излучения совершается некоторое время, потребное для прохождения электроном определенного расстояния от наиболее удаленной точки траектории от ядра атома до наиболее приближенной точки траектории к ядру атома, последовательность квантовых излучений в пространстве представляет собой волновое образование.
На Рис.1 представлена элементарная примитивная схема происхождения квантов с условием стабильности ориентации электронной «орбиты» в атоме. В подобном случае электронное квантовое излучение распространялось бы только в одну сторону и в плоскости. На этом можно было бы и закончить разговор о происхождении и свойствах квантов.
Но в природе несколько сложнее.
В природе атом представляет собой шарообразное (сферообразное) материальное образование.

На Рис.2 отображена фотография модели одноэлектронного атома в движении электрона вокруг ядра атома. За время экспозиции (выдержки) электрон совершил несколько оборотов вокруг ядра атома. Процесс электронного излучения на нисходящей ветви эллипсообразной траектории движения электрона обозначен светлыми отрезками траектории подсвеченным электро-ном. Темные отрезки траектории процесса поглощения, понятное дело, не видны. Туманнооблачный фон атома соответствует наличию «свободных» пространственных квантов, не входящих в структуры ни ядра атома, ни в структуры электронов, хотя они находятся в гравитацион-ном взаимодействии и с ядром атома, и с электронами.
На Рис.1 схема построена относительно пространственных координатных осей X, Y и Z.
Образование шарообразной формы атома осуществляется благодаря наличию спина электрона. Спин (вращение) электрона возникает при гравитационном взаимодействии электрона с ядром атома и пространственными квантами, не входящими в структуру ни ядра атома, ни элек-трона. Слияние электрона с встречными «свободными» квантами сопровождается наращиванием массы электрона со стороны «набегающего потока» квантов. Наращивание массы электрона осуществляется в режиме поглощения (возбуждения). При этом происходит смещение центра тяжести электрона в сторону набегающего потока. В классической физике такое смещение центра тяжести называется возникновением метацентра тяготения. Под гравитационным взаимодействием с ядром атома и метацентра электрона масса электрона проворачивается в сторону ядра атома. И при обращении вокруг ядра атома электрон постоянно находится обращенным метацентром в сторону ядра атома, проворачиваясь вокруг собственной оси вращения.
Довольно высокая скорость движения электрона по траектории сопровождается и высокой скоростью вращения электрона вокруг оси вращения, то есть спина.

Роль спина электрона в атоме.
Вращающийся электрон во встречном потоке «свободных» квантов вступает в механическое взаимодействие со встречным потоком. Механическое взаимодействие их заключается в том, что придвижении более или менее круглого тела в каком-либо потоке возникает динамическая сила, действующая на тело перпендикулярно направлению движения. Под действием этой силы происходит изменение направления траектории движения. В атоме под действием этой силы электрон осуществляет движение и вокруг ядра атома и последовательно вокруг координатных осей X, Y и .Z.
В результате такого комплексного электронного движения наиболее удаленная точка траектории электрона описывает вокруг ядра атома внешнюю сферическую (шарообразную) фигуру. Наиболее приближенная точка траектории к ядру атома описывает внутреннюю сферическую (шарообразную) фигуру. Атомное пространство, заключенное между этими сферическими фигурами и есть электронная орбиталь, в пределах которой может находиться электрон, обращаясь вокруг ядра атома.
Так что спин электрона играет роль в образовании шарообразности атома и не играет роли в перескакивании электрона с орбиты на орбиту, как это принято считать в атомной физике.

Вернемся к происхождению и свойствам квантов.
Электрон, совершая движение вокруг ядра атома и осей X, Y и Z по эллипсообразной траектории периодически смещается от одной точки орбитали к другой. Таким образом, излучающий электрон может наблюдаться в любой точке орбитали. На нисходящей ветви траектории осуществляется непрерывный процесс электронного излучения, но в любой точке траектории в зависимости от скорости движения электрон находится кратковременное мгновение, за это мгновение и излучается квант массы электрона по касательной к траектории движения электрона, и масса электрона уменьшается. В следующей точке траектории излучается очередной квант электронной массы и т.д. Таким образом, в пространство кванты излучаются отдельными частями электронной массы. На Рис.1 квантовые излучения обозначены красными стрелками.
При совокупном движении электрона вокруг ядра атома и вокруг осей X, Y и Z электрон описывает сферическое пространство в пределах орбитали, и квантовое излучение осуществляется во все направления окружающего пространства мелкими частями общего («большого») кванта, излучаемого электрона на всем протяжении нисходящей ветви траектории электрона. Если одну из точек траектории электронного движения принять исходной квантового излучения, то в очередной раз электрон окажется в исходной точке через время, потребное электрону описать сферическое пространство в пределах орбитали. В этот очередной раз нахождения электрона в ранее «исходной» точке осуществится излучение очередного кванта массы электрона в прежнем пространственном направлении. Прежний излученный квант за это время в пространстве пройдет зависимое от скорости излучения расстояние, и в очередной раз из электрона излучится квант равный по массе, скорости излучения скорости и в том же направлении, что и предыдущий. На Рис.1 красными стрелками пунктиром обозначены траектории движения квантов в пространстве. Пунктирные пробелы в стрелках соответствуют временному расстоянию между следующими один за другим квантами, характеризующему частоту квантового излучения в одном пространственном направлении. Пунктирное изображение траектории движения квантов выглядит и признается волновым движением. Так что компромиссное свойство «дуализм» в отношении элементарных частиц (например, света) бессмысленны. Волновая форма, — это геометрическая характеристика траектории, а не материального образования.
Излучаемые кванты при прохождении электрона по участку траектории от наиболее удаленной точки траектории от ядра атома к наиболее приближенной точки к ядру атома обладают различными свойствами по массе, скорости движения и частоте излучения и существования. С началом излучения из массы электрона излучаются наиболее «тяжелые» по массе кванты со скоростью, соответствующей ускорению движения электрона и центробежной силе в точке излучения. На участке траектории электронного излучения движение электрона перемещается с положительным ускорением, и излучаемые кванты уменьшаются в массе и увеличивают скорость излучения. Таким образом, из конечной излучающей точки траектории излучаются наиболее «легкие» квант с максимальной скоростью. В общем спектре квантовые излучения можно разделить по свойствам: тепловые, световые, электромагнитные. Иными словами, квантовые излучения можно различить как: инфрокрасные (невидимые), световые (видимые), ультрафиолетовые (невидимые), радиоволны, электрические и магнитные.
В науке излучаемые электроном и существующие в природе кванты, как правило, называются элементарными частицами, и им присваиваются различные наименования. Кроме того, элементарным частицам присваиваются математические символы прибавления и убавления, плюс и минус (+ и –) в качестве знаков электрических зарядов, что в теорию электричества были введены условно для обозначения направления электрического потока.