Собственно, завязка. Тепловое движение атомов. Излучение фотонов.
Теперь давайте немного порассуждаем на тему отдачи. Например, футболист, пинает мячик. Мячик получит часть импульса, который был «у ноги футболиста». А футболист, обязательно получит отдачу, согласно третьему закону Ньютона. Но этот вариант к фотону не подходит. Это бы означало, что есть некий абстрактный фотон, который надо пнуть, чтобы он улетел, и получить при этом отдачу. Фотон не должен быть сильно большим, поскольку в этом случае ситуация бы развивалась по-другому. Примерно, как у футболиста с той же силой пнувшего стенку. В отдачу он получил бы практически весь свой импульс обратно, и это скорее всего, перелом, без всяких улетающих фотонов.
Утверждая, что атом обязательно получает отдачу от улетающего фотона, «исключительно» сохраняют энергию и импульс. То есть, 1. импульс уносит с собой фотон; 2. энергию, соответствующую этому импульсу, получает атом. Однако не просто получает, а отдает. Не, это не мы издеваемся.
Сумма энергии фотона и энергии отдачи – это убыль. …И одновременно – убыль/прибыль? Или что?
Ну, двоится у кого-то. Хотя, энергия поступательно движения атома действительно изменяется. И как?
Допустим, что в тепловом движении участвуют одинаковые атомы. Если бы один еще был неподвижен, то при столкновении, второй двигающийся передал бы все что имел и без всяких фотонов. У двух движущихся атомов энергия поступательного движения тоже перераспределилась без всяких фотонов. Поэтому напрашивается вывод, что ситуация при тепловом движении несколько более сложная.
Например, представьте себе зал ресторана и в нем хаотично двигаются официанты (с завязанными глазами) с подносами, на которых чего-нибудь лежит. Сталкиваясь друг с другом, официанты будут делиться друг с другом своими импульсами, испытывая и отдачу, в том числе. А вот с подносов в это время будут улетать рюмки и прочие супы, совершенно не добавляя своему официанту энергию отдачи.
Если оставить придачу-отдачу на совести тушек официантов, то что улетает с подносов
И сейчас мы, как обычно, фокус покажем. Пусть у нас водород в качестве официантов. А с подносов падает с энергией 1.656*10^-18Дж (импульс р=5.52*10^-27). Поскольку у нас ничего не двоится, то мы из формулы аккуратно двойку изымем, а энергию отдачи назначим энергией атома, которую он потерял при излучении фотона.
Что полностью соответствует ситуации, когда атом при резкой остановке теряет импульс (месте с массой), величиной с испускаемый фотон.
Правда, энергия немного странная для внутренней – mv^2. Так это потому, что, во-первых, не надо мешать между собой кинетическую и внутреннюю энергию. А во-вторых, передавать расчетную величину. Она не передается, и не излучается. А часто и не сохраняются, особенно кинетическая. Просто, берем импульс и от него танцуем.
Отсюда, и учитывая явление гамма-квантов, напрашивается еще один интересный вывод о строении атома. Но об этом в следующий раз.