Кажется, мы придумали ситуацию, в которой при передаче энергии и импульса шарикам, не будут отвлекать присутствие математического минуса, и возможное перераспределение энергии в соответствии с массами шариков.
Представьте себе, что у нас имеются два покоящихся шара, одинаковых по размеру, но разных по массе. Пусть масса первого шара – 5кг, масса второго – 2кг. Между шарами есть какое-то расстояние, и в нем вдруг происходит нечто вроде взрыва. В результате, на каждый из шаров обрушивается энергии, допустим, по 100Дж на каждый (ну, допустим – ударная волна). Далее вычисляем скорость шариков и их импульсы.
БОльший шарик укатывается с бОльшим импульсом.
Теперь, пусть у нас шарам импульсом достается. Для начала пусть импульс будет равен 20кг*м/с. Найдем скорость и кинетическую энергию:
Сразу бросается в глаза то, что в системе совсем нет импульса. Прямо сразу нет. Поскольку, как нам объясняли, импульс величина векторная. В данном случае – разнонаправленная. Минус на плюс, в результате получится р=0.
Одинаковый импульс обеспечивает бОльшую энергию меньшему шару.
И попробуем передать импульс р=31.62кг*м/с, которого тоже изначально нет.
Еще раз: одинаковый импульс обеспечивает бОльшую энергию меньшему шару. Однако, еще на подлете ударной волны к шарикам, у нее уже нет импульса в системе. (+ на - =0)
Другими словами, «передавать» импульс или энергию – это не одно и то же. Если передавать энергию – не сохраняется импульс. Если передавать импульс – не сохраняется энергия. Поэтому в учебнике совершенно напрасно пытались уровнять эти действия. Выполняются они только математически, за счет наличия математического минуса. А скорость, между прочим, тоже векторная величина….
-
И, наконец, про неучтенный эффект квантовой механики:
Эйнштейн в своей формуле фотоэффекта описывает передачу энергии фотона фотоэлектрону. В основе фотоэффекта лежит механизм поглощения электроном фотона. То есть, это неупругое столкновение. При неупругих столкновениях энергия точно не сохраняется, но Эйнштейн, кажется, этого и не знает, потому что он ее сохраняет.
Давайте, чтобы упростить расчеты не будем заморачиваться на энергии Ферми. Поэтому, пусть у нас будущие фотоэлектроны не в металле заключены, а просто случился отдельный электрон, в который влип случайный фотон. Но случайный фотон, наверное, и случайный протон проглотить может. В общем, рассчитаем, на всякий случай, оба случая. Пусть энергия фотона у нас равняется Е=1.656*10^-18Дж, а его импульс 5.52*10^-27кг*м/с.
Очень выгодное, надо заметить, дельце – передавать энергию. При передаче импульса все гораздо скромнее выглядит. Например, по электрону:
Таким образом, мы можем получить для фотоэлектрона два варианта:
1. При передаче энергии фотоэлектрон имеет:
-собственную внутреннюю энергию;
- кинетическую энергию равную энергии фотона (внутренней);
-и еще какую-то – как волна, превышающую энергию фотона;
-- импульс, превышающий импульс фотона на несколько порядков.
2. При передаче импульса:
-фотоэлектрон имеет собственную внутреннюю энергию;
-не очень большую кинетическую энергию;
-как волна обретает энергию фотона;
-- импульс равен исходному (фотона). (Сохраняется, как и положено при неупругом столкновении).
Вот такой «квантовый эффект» у фотоэлектрона – запредельный импульс, и лишняя энергия. Даже не в смысле величин, а в смысле, лишней разновидности: «волновая энергия частицы».
Обсудим полную энергию частицы, которая волна?
