Droga do obliczenia stałej struktury subtelnej.

Podobne dokumenty
Ćwiczenia z mikroskopii optycznej

Widmo fal elektromagnetycznych

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni. Dla próżni równania Maxwella w tzw. postaci różniczkowej są następujące:

Optyka. Wykład V Krzysztof Golec-Biernat. Fale elektromagnetyczne. Uniwersytet Rzeszowski, 8 listopada 2017

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

III. EFEKT COMPTONA (1923)

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

Theory Polish (Poland)

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

Światło fala, czy strumień cząstek?

- Strumień mocy, który wpływa do obszaru ograniczonego powierzchnią A ( z minusem wpływa z plusem wypływa)

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

Na kilku przykładach pokazano, że stosowanie matematyki do zjawisk, których istota nie jest znana, może zaprowadzić fizykę w ślepy zaułek.

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)

FIZYKA-egzamin opracowanie pozostałych pytań

LXVII OLIMPIADA FIZYCZNA ZAWODY II STOPNIA

Rysunek 3-23 Hipotetyczne widmo ciągłe atomu Ernesta Rutherforda oraz rzeczywiste widmo emisyjne wodoru w zakresie światła widzialnego

Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X

EGZAMIN MATURALNY 2013 FIZYKA I ASTRONOMIA

DYNAMIKA dr Mikolaj Szopa

Oddziaływania fundamentalne

Kinematyka, Dynamika, Elementy Szczególnej Teorii Względności

Mechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?

Modele atomu wodoru. Modele atomu wodoru Thomson'a Rutherford'a Bohr'a

PODSTAWY MECHANIKI KWANTOWEJ

39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY.

Przykładowe zadania/problemy egzaminacyjne. Wszystkie bezwymiarowe wartości liczbowe występujące w treści zadań podane są w jednostkach SI.

Wymiana ciepła. Ładunek jest skwantowany. q=n. e gdzie n = ±1, ±2, ±3 [1C = 6, e] e=1, C

Promieniowanie dipolowe

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła

Stara i nowa teoria kwantowa

1 Płaska fala elektromagnetyczna

Kwantowa natura promieniowania

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

SPIS TREŚCI ««*» ( # * *»»

Fizyka. dr Bohdan Bieg p. 36A. wykład ćwiczenia laboratoryjne ćwiczenia rachunkowe

Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy

Cząstki elementarne wprowadzenie. Krzysztof Turzyński Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski

Pole elektromagnetyczne. Równania Maxwella

Zagadnienia na egzamin ustny:

Chemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki

gęstością prawdopodobieństwa

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Wprowadzenie do technologii HDR

Jednowymiarowa mechanika kwantowa Rozpraszanie na potencjale Na początek rozważmy najprostszy przypadek: próg potencjału

POLE MAGNETYCZNE W PRÓŻNI

Prędkość fazowa i grupowa fali elektromagnetycznej w falowodzie

Wyznaczanie stosunku e/m elektronu

Wykład 14. Termodynamika gazu fotnonowego

Teoria grawitacji. Grzegorz Hoppe (PhD)

Podstawy fizyki sezon 2 5. Pole magnetyczne II

Wykład FIZYKA II. 11. Optyka kwantowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Modelu Standardowego

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

REZONANSY : IDENTYFIKACJA WŁAŚCIWOŚCI PRZEZ ANALIZĘ FAL PARCJALNYCH, WYKRESY ARGANDA

Podstawy fizyki wykład 7

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z FIZYKI

Termodynamika. Część 11. Układ wielki kanoniczny Statystyki kwantowe Gaz fotonowy Ruchy Browna. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

FALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N

Drgania w obwodzie LC. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory

Statystyka nieoddziaływujących gazów Bosego i Fermiego

Atomowa budowa materii

POLE ELEKTRYCZNE PRAWO COULOMBA

Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu

Wykład FIZYKA II. 3. Magnetostatyka. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Księgarnia PWN: David J. Griffiths - Podstawy elektrodynamiki

Podstawy elektromagnetyzmu. Wykład 2. Równania Maxwella

17 Naturalne jednostki w fizyce atomowej

Spis treści. Przedmowa PRZESTRZEŃ I CZAS W FIZYCE NEWTONOWSKIEJ ORAZ SZCZEGÓLNEJ TEORII. 1 Grawitacja 3. 2 Geometria jako fizyka 14

ROZKŁAD MATERIAŁU Z FIZYKI W PIERWSZYCH KLASACH TECHNIKUM

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Elektrostatyka ŁADUNEK. Ładunek elektryczny. Dr PPotera wyklady fizyka dosw st podypl. n p. Cząstka α

Podstawy fizyki wykład 8

Zderzenia. Fizyka I (B+C) Wykład XVI: Układ środka masy Oddziaływanie dwóch ciał Zderzenia Doświadczenie Rutherforda

3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas

Fizyka - opis przedmiotu

Prawo Biota-Savarta. Autorzy: Zbigniew Kąkol Piotr Morawski

Niższy wiersz tabeli służy do wpisywania odpowiedzi poprawionych; odpowiedź błędną należy skreślić. a b c d a b c d a b c d a b c d

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

MAGNETYZM, INDUKCJA ELEKTROMAGNETYCZNA. Zadania MODUŁ 11 FIZYKA ZAKRES ROZSZERZONY

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

W3-4. Praca i energia mechaniczna. Zasada zachowania energii mechanicznej.

FIZYKA I ASTRONOMIA RUCH JEDNOSTAJNIE PROSTOLINIOWY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY RUCH PROSTOLINIOWY JEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY

5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych.

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

Wykład I Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Dynamika

Zadania z mechaniki kwantowej

Elementy fizyki relatywistycznej

Transkrypt:

Artykuł pobrano ze strony eioba.pl Droga do obliczenia stałej struktury subtelnej. Stała struktury subtelnej, jest równa w przybliżeniu 1/137,03599976. α jest bezwymiarową kombinacją ładunku, stałej Plancka, prędkości światła. Stała struktury subtelnej, oznaczana α, jest równa w przybliżeniu 1/137,03599976. α jest bezwymiarową kombinacją ładunku elementarnego, stałej Plancka, prędkości światła i przenikalności elektrycznej próżni. Uważa się że określa ona intensywność kwantowych oddziaływań elektromagnetycznych, te zaś decydują o poziomach energetycznych atomów i cząsteczek, a więc o ich widmie. Mimo jej fundamentalnego charakteru niektórzy teoretycy sugerują, że nieznacznie zmienia się ona w miarę ewolucji Wszechświata. Przeprowadzone w ciągu kilku ostatnich lat przez grupę australijskich astronomów obserwacje odległych obiektów wskazywały, że stała struktury subtelnej zmieniła swoją wartość o około jedną trzydziestotysięczną od początku istnienia wszechświata. Badania prowadzone przy wysokich energiach, efektywna stała struktury subtelnej zwiększa się z ok. 1/137 w dużej odległości do ok. 1/128 w odległości odpowiadającej energii równoważnej masie cząstki Z. MODEL KWANTU Oddziaływanie grawitacyjne jak udowodniłem w Falowej Teorii Grawitacji (Wiecej:http://www.eioba.pl/a/2x2u/falowa-teoria-grawitacji#ixzz1J0VGvcOr) jest cykliczną falą kontrakcji powstającą na skutek zaniku przestrzeni lp³ poruszającej się z prędkością światła. Założenie istnienia dodatkowych wymiarów w których znikająca przestrzeń mogłaby się ukrywać nie upraszcza problemu lecz wydaje się że go zaciemnia. Przedmiotem moich rozważań będą cząstki elementarne, a w szczególności kwant promieniowania elektromagnetycznego. Powszechnie wiadomo, że fala elektromagnetyczna jest falą poprzeczną poruszającą się z prędkością światła gdzie zmienne pole elektryczne indukuje zmienne pole magnetyczne, a to z kolei indukuje zmienne pole elektryczne. Równania Maxwella ten proces opisują precyzyjnie. Do rozważań nad oddziaływaniami elektrycznymi i magnetycznymi konieczne jest zbudowanie modelu kwantu uwzględniającego jego właściwości falowe i kwantowe, a którego istotą jest właśnie ruch i zanik przestrzeni. Wyobraźmy sobie obszar przestrzeni składający się z n torusów o objętości Qn =2 π r ns, (przestrzeń torusów nie jest w jakikolwiek sposób wyróżniająca się od otoczenia) gdzie rn =n lp, gdzie lp, to długość Planka a n liczby naturalne, natomiast s=ip² to przekrój torusa. Ruch przestrzeni (torusa) realizuje się prostopadle do kierunku ruchu kwantu (torus porusza w kierunku jego głównej osi), gdzie kinematyka polega na przekazywaniu pędu od torusa Qn do torusa Qn -1 do momentu osiągnięcia prędkości światła c, lub przeciwnym kierunku od prędkości c do minimalnej wartości V torusa o maksymalnym promieniu. W procesie tym zachowana jest zasada zachowania; iloraz prędkości i objętości torusa jest zawsze równy lp³c, gdzie c to prędkość światła. Czas ruchu pojedynczego torusa (w dowolnej chwili porusza się tylko jeden torus) jest równy czasowi Planka tp. Obszar poruszających się torusów nazwijmy stosem. Ruch torusa inicjowany jest zaburzeniem przestrzeni którego istota nie jest nam jeszcze znana. Być może jest to skutek pojawiania się naprężeń, zarówno w trakcie inicjowania powstania torusa jak i przekazywania pędu między torusami. Po wykonaniu cyklu kolejny torus pojawia się w odległości λ. Założenia do modelu

Vn Qn= c lp³ tn =tp rn =n lp λ =2 lp π rmax Wykonujemy proste obliczenia. Qn= 2 π n lp³ Vn = c Ip³ / 2 π n lp³ Vn = c / 2 π n Zasięg ruchu pojedynczego torusa obliczymy mnożąc prędkość Vn przez czas Planka tp. Zasięg całego stosu czyli amplitudę tego ruchu A obliczymy n= c / 2 π lp A= Vn tp, gdzie czas Planka jest równy tp= lp/c. n=1 n= λ/(2 π Ip) A=( lp / 2 π ) 1/n n= 1 Sumę szeregu harmonicznego obliczymy A= lp (ɣ+ln n) /2π, gdzie ɣ to stała Eulera równa 0,577 215. Przyjmując długość fali Comptona dla elektronu 2, 426 10-12 m uzyskamy A=8,2928 lp. Amplituda stosu osiąga bardzo małe rozmiary, poza możliwością ich zaobserwowania. Należy zauważyć że każdy poruszający się torus spowoduje zanik przestrzeni jego objętości, wynikający z efektu kontrakcji. ΔQn=2* π*n * lp³ (1-(1-(V/c)^2)^0,5) ΔQn=2* π*n * lp³ (1-(1-(1 / 2 π n) ^2)^0,5) Jeżeli potraktujemy amplitudę (jest to wysokość naszego stosu) jako długość zmiennego procesu, w którym zanikającą przestrzeń ΔQ= lp³ odniesiemy do amplitudy (nie dysponujemy żadnym modelem elektronu).

Wychodząc z założenia, że elektron to jeden stos wykonujący nieznaną nam kinematykę, która powoduje, że torusy poruszają się tylko od prędkości światła (pozyton poruszałby się od prędkości minimalnej do c) przeprowadzimy analizę oddziaływania na otoczenie i inne cząstki (elektrony). lp³ c Ěf= ------------ 4 π r² λ Zamiast długości cząstki (elektronu) emitującej i odbierającej oddziaływanie wstawiamy wysokość stosu A. lp ² ( lp ) ² c Ěf = ------------------------------------ 2π ( 2 A ) ² r ( lp ) ² c Ěf = ----------------------------------- --------- ( 2 (ɣ+ln λ/2 π lp) / 2 π ) ² 2π r Mnożąc równanie przez iloraz stałych h / Ip uzyskujemy równanie na energię potencjalną dwóch ładunków jednostkowych z Prawa Coulomba. ( lp ) ² h c/lp E= ------------------------------------ ----------- (( 2 (ɣ+ln λ/2 π lp)) / 2 π ) ² 2π r 1 c E= ----------------------------------- -------------- ( 2(ɣ+ln λ/2 π lp)) / 2 π ) ² r

1 α = ------------------------------------ ( 2(ɣ+ln λ/2 π lp)) / 2 π ) ² Wydaje się, że iloraz (1/ 2 (ɣ+ln λ/2 π lp) / 2 π) ² to stała (zmienna) struktury subtelnej ( określa jaka część energii zamieniana jest na oddziaływanie). Jednak jej obliczona wartość dla elektronu wynosząca α=0,007271 (1/ α=137,541) różni się nieco (0,36 %) od wartości uznanej α=0,00729735. Prawdopodobnie przyczyna tkwi w niedoskonałości modelu cząstki. W kwancie można założyć okrągły kształt torusów(są nieruchome na kierunku ruchu kwantu, przemieszczają się do niego prostopadle). W przypadku cząstek (leptonów) ten proces jest pewnie w ruchu i pod zmiennym kątem do jego kierunku ruchu (w konsekwencji nieoznaczoność i fale de Broglie'a) i kształt torusów zmienia się prawdopodobnie na eliptyczny. Zastanawiający jest fizyczny sens pierwiastka z dwóch w mianowniku. Być może torusy wykonują oprócz ruchu w kierunku osi głównej również ruch obrotowy o wartości równej Vn. Suma obu prędkości byłaby równa właśnie 2 Vn. Suma prędkości torusa w kierunku osi głównej, prędkości obwodowej oraz prędkości samej cząstki musi uwzględniać obszar relatywistyczny (nawet jeżeli sama cząstka porusza się z niewielkimi prędkościami), zarówno sumowania prędkości jak i kontrakcji. Przybliżona wartość poprawki relatywistycznej wynosi około 1,00058 (dokładne wyliczenie wymaga bardzo dużej mocy obliczeniowej komputera), co w wyniku zmniejszy odwrotność stałej struktury subtelnej do wartości 1/α =137,382. Jeżeli dodamy do tego modelu, prawdopodobnie zmienny kąt osi głównej problem opisu staje się niezwykle skomplikowany. Uwzględnienie tej kinematyki pozwoli być może na dokładniejsze wyliczenie stałej struktury subtelnej. Przy ruchu cząstek z prędkościami bliskimi c, wartość stałej struktury subtelnej i ładunku będzie rosła na skutek kontrakcji długość fali Comptona. ( lp ) ² c/lp E= --------------------------------- ------------- (( 2 (ɣ+ln λ/2 π lp)) / 2 π ) ² r 2 π Ip q = ----------------------------- 2 (ɣ+ln λ/2 π lp) q- ładunek elementarny ( jednostką ładunku jest Kulomb, która wynika kombinacji stałych c/lp, po uwzględnieniu jednostki stałej elektrycznej). Obliczona wartość e=3,42798*10^-19 C odbiega od uznanej e=1,602176*10^-19 C. PODSUMOWANIE Wydaje się że zmienne pole elektryczne to skutek osiowego ruchu torusów. Znak pola wynika z zależności; czy kierunek ruchu jest od prędkości c do prędkości minimalnej czy w kierunku przeciwnym. Zmienne pole

magnetyczne to prawdopodobnie wynik ruchu przestrzeni po obwodzie torusa równy co do wartości prędkości Vn,. Bardzo przybliżony model elektronu, opisany prostymi założeniami Falowej Teorii Grawitacji pozwala na obliczanie stałych, wymiarowych jak i bezwymiarowych, których wartości, co prawda odbiegają od wartości uznanych to trudno uznać te wyniki za przypadkowe. Istotne jest to że ta teoria pozwala na udoskonalanie modelu cząstki elementarnej i jego weryfikację. Zdaniem autora, zbudowanie wiarygodnego modelu cząstki, uwzględniającego jej właściwości falowe i kwantowe oraz wynikające z transformacji Lorenza pozwoli na udzielenie odpowiedzi na pytania, przed którymi współczesna fizyka teoretyczna wydaje się bezradna. Iwanowski Krzysztof Autor: krzysztof iwanowski Artykuł pobrano ze strony eioba.pl