Постойте! Но почему мы решили, что фотон – это волна?
Вы скажете, что волновые свойства фотонов мы наблюдаем в экспериментах с дифракцией и интерференцией. Всё так. Но что такое волна, через что мы узнаём о таком явлении в природе, как волна? Первое знакомство с волнами происходит на воде. Здесь всё наглядно и понятно. Но, когда мы расширяем свои познания в части волновых явлений, то оказывается что в окружающем нас мире волны повсюду. Мы к ним привыкаем и перестаём замечать детали. Просто волна - и этим всё сказано.
Но нужно остановиться и немного переосмыслить ситуацию, если речь идёт об уже совсем непонятных волновых явлениях. Но, давайте сначала ещё раз вернёмся к волне на воде. Вода состоит не из волн, вода состоит из частиц, а волна на воде - это лишь очень совокопупное явление, которое возникает в результате совместного действия очень большого количества самостоятельных процессов. А вода состоит из частиц. Таким образом, самый наглядный пример волны на воде нам просто кричит, что не нужно искать волновые свойства у отдельных частиц воды, волна – это групповое явление, которое возникает в результате взаимодействия большого количества частиц.
А если вернуться к радиоволне, то, несомненно, следует считать, что одна радиоволна – это не сумма электрических полей фотонов, но групповое поведение фотонов, которое создаёт видимость волны.
Если считать справедливым мнение, что чем ниже частота фотона, тем меньше его энергия, то многокиловаттная радиоволна – это огромное количество низкоэнергетичных фотонов.
Ну, ведь так?
Т.е. радиоволна – это групповое поведение фотонов. Ну и что нам мешает считать фотон частицей, а волной считать групповое поведение фотонов?
Зачем нам дуализм? Поведение фотона на щели – поведение одиночной частицы. Когда частиц много, то каждая из них имеет свою траекторию, а совместная картина – интерференция – результат того, что частиц было много.
Остаётся объяснить поведение одиночной частицы, но искать у неё волновые свойства электромагнитного характера противоречит здравому смыслу. Фотон – незаряженная частица и фотоны не взаимодействуют с электрическими и магнитными полями.
По-моему очевидно, что фотон не является собственно электромагнитной волной. Волновые явления возникают только при групповом «налёте» фотонов на такие области пространства, где есть в наличии электроны. И электромагнитные результаты экспериментов появляются только после взаимодействия фотонов с электронами. Вот у электрона есть электрическое поле, электрон и его свойства создают в экспериментах ощущение явлений электрического характера, но у отдельно взятого фотона никаких электромагнитных свойств нет.
Свободный фотон возникает из электрона. Электрон «сбрасывает» избыток своей электрической потенциальной энергии в форме фотона. Фотон – порция энергии. Способ упаковки этой энергии в фотоне пока не требует познания. Об этом можно подумать потом. А однажды родившись, фотон «летит» сквозь пространство со скоростью света, неся свою ношу – порцию энергии, упакованную неведомым способом. Отдаст свою энергию фотон только электрону, и то, если встретит подходящий электрон.
Можно смело сказать, что не существует обязательного требования, чтобы фотон отдал свою энергию электрону посредством электромагнитного взаимодействия. Нет. Взаимодействие не обязано быть электромагнитным.
Теперь я хочу сделать небольшое отступление для прояснения такого явления как импульс фотона. Итак, если фотон несёт порцию энергии, то встаёт вопрос как эта энергия собрана в компактную форму? Мы сразу забракуем идею упаковки энергии в виде компактного вихря электромагнитных волн. Отбросим эту идею безжалостно. Предлагаю такой вариант: энергия фотона содержится в нём в виде импульса! Просто импульса, и всё... Импульс - форма энергии.
И-и-и, тут... придётся сделать ещё одно отступление.
Мы знаем два закона сохранения – закон сохранения энергии и закон сохранения импульса. Это два разных закона. Это важно понимать. Надеюсь, все понимают разницу.
Докопаемся до закона сохранения энергии. Меня давно смущает понятие кинетической энергии. С кинетической энергией не всё в порядке. 1. Кинетическая энергия связана с движением, а точнее – со скоростью, но исчисляется в скалярных значениях, хотя скорость – векторная величина. Отсюда возникаем масса проблем и вопросов. 2. Кинетическая энергия зависит не от скорости самого тела, но от скорости сближения тел. Короче так – кинетическая энергия относительна. Но это же нонсенс! Вспомните, в школе задачи на столкновение предметов решались не по закону сохранения энергии, но по закону сохранения импульса.
И вот, мы подошли к сути моего тезиса о том, что кинетическая энергия – виртуальная форма энергии. Такой энергии не существует, по сути. Лучше и правильнее говорить, что, когда расходуется потенциальная энергия, то переходит она не в кинетическую энергию, но в импульс. Импульс гораздо более содержательная величина. Импульс – векторная величина. Импульс объясняет, как тела сталкиваются и как взаимодействуют при этом.
Нас же не смущает формула Эйнштейна, где энергия превращается в массу и наоборот. Так давайте также точно считать, что энергия превращается в импульс, а не в кинетическую энергию!
Импульс – третья форма упаковки энергии. Первая – потенциальная энергия, вторая – масса, третья форма – импульс.
И вот теперь, можно вернуться к фотону. Фотон обладает импульсом. И для переноса энергии в пространстве со скоростью света фотон энергию упаковал в импульс!
Как то так.
«Ну, и…» - спросите вы: «а что же относительно волновых свойств фотонов?». А я отвечу: я считаю, что электроны всегда готовы к встрече с фотоном и жаждут встретить какой-нибудь фотон. Если какой-нибудь незадачливый фотон оказывается в зоне досягаемости действия неведомых флюидов «жадного» электрона, то электрон приложит максимум усилий, чтобы его захватить. Именно поведение электронов создаёт ощущение электромагнитного поведения фотонов. Но вот само взаимодействие электрона с фотоном происходит не за счёт электромагнитных явлений. Нам они пока не известны эти механизмы, но точно это взаимодействие не электромагнитное. Мы сто раз убеждались, что на фотоны не действуют поля электромагнитного вида, да и фотоны между собой никогда не взаимодействуют.