Недавно, в беседе с читателями объяснял, как выглядит радиоизлучение с точки зрения моей гипотезы. Наверно, у многих возникает вопрос, как выглядят фотоны радиоволн с большой длиной волны.
Поэтому если интересно, то сейчас Вы узнаете мою версию.
Для начала дадим определение фотону в рамках моей гипотезы.
Фотон - это частица в виде локального искажения пространственной сетки, которое может перетекать по ней со скоростью света.
Подробнее о движении фотона в пространстве можно узнать тут.
Размеры любого фотона электромагнитного излучения по моим оценкам менее 10^(-18) см, поэтому можно абстрактно принять фотон за точечный объект, не важно, будь то фотон радиоволны в 100 кГц, либо гамма-фотон.
Как рождаются фотоны
Из курса физики нам известна полуклассическая модель атома по Бору, нам этого представления достаточно, чтобы в рамках моей гипотезы описать появление фотонов.
Представим электронную оболочку, в которой движутся электроны, подобно шарикам на пружинке, привязанных к центру атома, это лишь образ. (для специалистов квантовой физики, скажу, что с уравнениями Шрёдингера и неопределенностью Гейзенберга знаком). Если нет внешнего воздействия в виде изменения электрического поля, то электроны будут двигаться по орбитам атома квазиравномерно с небольшими флуктуациями, но стабильно.
Но вот, вокруг атома появляется внешнее изменение электрического поля. В результате нарастания потенциала этого поля, электроны в атоме изменяют свою траекторию в орбитали, внешне это похоже на выскакивание электрона из орбиталей и возврат назад. В момент возврата, возле электрона возникает небольшое возмущение пространства и появление локальной неоднородности, подобное волне плотности, которое как бы отрывается от электрона и распространяется в среде со скоростью света. Эта локальная неоднородность и представляет собой фотон. Чем быстрее будет происходит нарастание эл. поля, тем более выраженной будет эта неоднородность.
Излучение фотона
Представим, что один атом металла находится в излучающей антенне, которая подключена к колебательному контуру. Контур порождает в антенне переменное электрическое поле, которое распространяется по ней со скоростью, близкой к скорости света.
Рассмотрим два варианта этого колебания: с частотой f1 и частотой f2, которая будет меньше первой. Как видно из графика ниже, за один и тот же промежуток времени (дельта t) электрическое поле в антенне, в районе нашего атома, будет нарастать по разному. При частоте f1 электроны в атоме будут отклоняться от своих орбит на большее расстояние, чем при частоте f2, поскольку в этом случае нарастание потенциала будет происходить более интенсивно. Это говорит о том, что потенциальная энергия, которая будет "заложена" в локальное искажение фотона в случае с большой частотой будет больше, чем при меньшей частоте.
Кроме того, что фотон будет обладать определенной потенциальной энергией, его траектория в пространстве будет зависеть от этой самой энергии. Как я описывал ранее, волновые свойства фотона заложены в его траекторию. Все фотоны, согласно выводам моей гипотезы, движутся в пространстве по спиральным траекториям. Чем больше энергия фотона, тем меньше радиус и шаг спирали. Фотоны с малой энергией, как в случае с радиоволнами, имеют большой радиус спирального трека.
Процесс образования радиоволн
Как видно из иллюстрации, радиоволна представляет собой потоки фотонов, расстояние между наибольшей их концентрацией равно длине волны радиоизлучения, а так же равно шагу спиральной траектории фотонов.
В приемнике радиоволн, часть фотонов попадает в атомы металла антенны, в результате чего, появляются свободные электроны образующие эл. ток в цепи. Во времени количество таких электронов совпадает с количеством принимаемых фотонов радиоизлучения. Благодаря резонансному колебательному контуру, ток усиливается и подается на дальнейшее усиление и обработку.
Для того, чтобы наглядно представить, как излучаются фотоны, вообразите прохладное летнее утро, а во дворе висит веревка с каплями росы. Если заставить веревку колебаться, то капли воды будут слетать с веревки порциями при каждом колебании, а не равномерно по времени. Или включите автоматическую поливалку огорода с импульсным распылением. Капли воды в этих примерах будут аналогом фотонов.
Излучение и поглощение фотонов теплового излучения и света происходит подобным образом, но при этом, если дуга пути фотона близка по кривизне к размеру молекулы вещества, то вероятность взаимодействия фотона и электрона в атомах этой молекулы увеличивается в разы. Именно поэтому фоточувствительные молекулы в наших глазах могут принимать лишь узкий диапазон электромагнитного излучения, а не весь спектр.
Спасибо за внимание, на вежливые и конструктивные вопросы обычно отвечаю.
Михаил Н. Бровкин bmiha@mail.ru 17 сентября 2019 г.