Статья: Мощь физических и нищета математических знаний

Случилось так, что параллельно с волновыми представлениями о природе излучений развивались представления о том, что оно генерируется корпускулами, которые формируют волны с параметрами, близкими к параметрам максвелловских волн [1].

Индийский ученый Бозе предположил в 1924 году, что излучаемое электромагнитное поле представляет собой совокупность фотонов, которую он назвал идеальным фотонным газом [1].

Английский учёный Алан Холден представил совокупность фотонов, формирующих волну, в виде шариков (рис. 5). В результате возникла задача выявления внутренней структуры шариков, формирующих такую волну. Но эта задача оказалась достаточно сложной [1].

Рис. 5. Схема фотонной волны длиною

Тем не менее, она была решена российской наукой. Вполне естественно, что последовательность познания структуры фотона надо было базировать на давно известных математических моделях, которые описывают его поведение в различных экспериментах. Поскольку фотонную волну (рис. 5) формируют корпускулы - фотоны, то теория, которая описывает их корпускулярные свойства, названа корпускулярной теорией фотона. Все математические модели, полученные при интерпретации большого количества экспериментов с участием фотонов, выводятся аналитически из анализа процесса движения модели фотона (рис. 6) [1].

а) b)

Рис. 6. Схемы моделей фотона, следующие из новой теории микромира

Таким образом, есть все основания утверждать, что вопрос о физической сути фотонного излучения решён, а уравнения Максвелла, описывающие электромагнитное излучение, уже - в пути на полку истории науки. Историки науки, несомненно, опишут интеллектуальный и экономический ущерб, причинённый человечеству ошибочными уравнениями Максвелла.

Аналогичный ущерб принесло и уравнение Шредингера. Оно лежит в основе описания ортодоксальных структур атомов и молекул. Уравнение Шредингера в трехмерном пространстве имеет вид [1]

. (7)

Уравнение Шредингера противоречит главному критерию теоретической достоверности - аксиоме Единства. Этого достаточно для исключения его из арсенала теоретических достижений.

Уравнение Шредингера позволяет определять плотность вероятности пребывания электрона в атоме при его орбитальном движении (рис. 7, а и с). Однако, из нового закона формирования спектров атомов и ионов [1].

, (8)

следует, что электроны взаимодействуют с протонами ядер атомов и друг с другом при установлении валентных связей между атомами в молекулах не орбитально, а линейно (рис. 7, b, d и е).

Экспериментальные доказательства линейного взаимодействия электронов с протонами ядер появились через 18 лет после теоретического доказательства линейного взаимодействия электронов с протонами ядер [1]. На электронных фотографиях кластеров графена и бензола, полученных Европейскими исследователями, видно линейное взаимодействие электронов с протонами ядер [3], [4].

а) ортодоксальный атом водорода

b) атом водорода [5], [6]

c) ортодоксальная молекула водорода

d) молекла ортоводорода [5], [6]

e) молекула ортоводорода [5], [6]

Рис. 7. Модели атомов и молекул водорода: а) и с) - следуют из уравнения Шредингера; b), d) и e) - следуют из новой теории микромира

Наиболее яркой фотографией электронного микроскопа является фотография графена (рис. 8, а). Белые пятна на фото - атомы углерода, состоящие из ядер и 6-ти его электронов. Шестигранные структуры из атомов углерода (рис. 8, а) убедительно свидетельствуют о наличии линейных связей между ними. Эти связи реализуют 3 валентных электрона (из общих 6-ти) каждого атома углерода (рис. 8, е). Это наглядно следует из теоретических структур: атома углерода (рис. 8 , к), молекулы углерода (рис. 8, d) и теоретической структуры графена (рис. 8, b) и (рис. 9).

а) фото графена b) теоретический кластер графена [5]

c) фото молекулы углерода d) теоретическая молекула углерода [5]

e) фото атома углерода к) теоретический атом графита [5], [6]

Рис. 8. Атомы, молекулы и кластеры

Из новой теории микромира следует, что если все электроны находятся в атоме, то их энергии связи с протонами изменяются также как и энергии связи электрона атома водорода с протоном.

Рис. 9. Теоретическая структура графена

С учётом этого, имея энергию ионизации () атома водорода, можем вычислить энергию связи любого электрона любого атома, соответствующую любому энергетическому уровню , по формуле [1]

. (9)

где =1,2,3,....- номер энергетического уровня электрона в атоме, главное квантовое число.

Закон Кулона позволяет определить расстояние между протоном и электроном в момент пребывания его на любом энергетическом уровне. Поскольку энергия связи протона с электроном атома водорода в момент пребывания его на первом энергетическом уровне равна то при имеем (табл. 1)

(11)

Подставляя в формулы (8), (9) и (10) и , получим не только теоретические значения (теор) спектра атома водорода, полностью совпадающие с экспериментальными значениями (эксп), но и энергии связи электрона с протоном (табл. 2).

Таблица 1. Спектр атома водорода, энергии связи E_b между протоном и электроном, и расстояния R_i между ними

Чтобы проверить достоверность величины , представленной авторами на фото (рис. 8, а), необходимо иметь структуру атома углерода (рис. 8, е и к) и его спектр (табл. 2) [1]. С учётом этого расстояния между протонами ядер (рис. 8, а, е и к) и электронами, пребывающие на вторых энергетических уровнях (n=2) будут равны (табл. 2).

Модели атомов (рис. 8, е и к), молекул (рис. 8, с и d) и кластеров (рис. 8, a и b) и (рис. 9), следующие из новой теории микромира полностью соответствуют их структурам, следующим из фотографии кластера графена (рис. 8, а), полученной Европейскими исследователями [3] [4].

Итак, минимальное расстояние между белыми пятнами - атомами углерода (рис. 8, a) равно , а не , как считают авторы этой фотографии. Они завысили разрешающую способность своего микроскопа в 10 раз. И, тем не менее, мы обязаны признать достижения экспериментаторов исключительно важными для науки, а экспериментальную величину , отличающуюся от теоретической -, - незначительной. Существует возможность уменьшить расхождения между теорией и экспериментом путём учёта температуры фотографируемых объектов микромира, но мы пока не знаем температуру, при которой фотографировались анализируемые нами обитатели микромира.

Таблица 2. Спектр 1-го электрона атома углерода

Следующим важным доказательством соответствия реальности структур атомов и молекул, следующих из новой теории микромира, являются фотографии кластеров бензола, полученные Европейскими исследователями с помощью сканирующего микроскопа (рис. 10) [3], [4].

Полученная информация позволяет определить размеры молекулы углерода представленной на рис. 10, b. Они следуют из спектров этого химического элемента, который представлен в табл. 2.

А теперь обратим внимание на туманные, заострённые выступы по внешнему контуру сфотографированных кластеров бензола (рис. 10, а и с). Это атомы водорода. Электронный микроскоп не видит их. На теоретической молекуле бензола (рис. 11) атомы водорода соединены с атомами молекулы углерода электрон - электронными связями (рис. 11). При этом протоны, размеры которых в 1000 раз меньше размеров электронов, оказываются на внешнем контуре молекулы бензола (рис. 11) и его кластеров (рис. 10, а и с) и рис. 10, b и рис. 12). Явная связь между фото кластера бензола (рис. 10, а и с) и его теоретической структурой (рис. 12) убедительно доказывает, что электроны в атомах взаимодействуют с протонами ядер линейно.

а) кластер бензола b) теоретическая молекула бензола

c) кластер бензола d) фото лаборатории

Рис. 10. Фотографии кластеров бензола, полученные с помощью сканирующего микроскопа

Рис. 11 Теоретическая молекула бензола [1], [5], [6]

Рис. 12. Теоретическая структура кластера бензола

Сравнение теоретической модели кластера бензола (рис. 12) и его молекулы (рис. 11) с его фотографиями (рис.10, а и с) даёт основания для поздравления европейских экспериментаторов [3], [4]. Конечно, они не владеют ещё новой теорией микромира, поэтому атомы углерода и водорода представили в виде шариков (рис. 10, с внизу), связанных друг с другом линейными связями. Жаль, конечно, что исследователи не привели информацию о разрешающей способности их сканирующего микроскопа.

Покажем сейчас, как новая теория микромира расшифровывает содержание информации на этих фотографиях и определяет разрешающую способность электронного микроскопа, с помощью которого они были получены. Для этого представим теоретическую модель, сфотографированной молекулы бензола c размерами, которые рассчитываются элементарно, при известной длине атома водорода (рис. 7, b). На рис. 10, a - размеры элементов структуры, сфотографированного кластера бензола, следующие из размеров молекулы бензола (рис. 10, b и рис. 11). Это и есть показатели разрешающей способности микроскопа.

Заявления производителей электронных микроскопов о том, что их микроскопы позволяют фотографировать отдельные атомы, пока преждевременны. Тем не менее, их достижения внушительны, но малопродуктивны без новой теории микромира, которая «видит» обитателей микромира с разрешающей способностью на 6….7 порядков глубже достижений экспериментаторов и значительно облегчает интерпретацию информации, получаемой с помощью электронного микроскопа.

Обратим ещё раз внимание на туманность лучевых выступов на внешнем контуре фотографии кластера бензола (рис. 10, а и с). Это, в соответствии с химической формулой молекулы бензола (рис. 11) и теоретического кластера бензола (рис. 12), - атомы водорода (рис. 7, d). Размеры атомов водорода близки к наноразмеру (табл. 1), но самый современный микроскоп не видит их (рис. 10, a и с). Плоские атомы углерода на порядок больше атомов водорода, но электронный микроскоп представляет их в виде белых туманных пятнышек (рис. 8, а и е), структуру которых теория микромира представляет чётко в молекуле бензола (рис. 11) и его кластере (рис. 12). Теоретический радиус электрона отличается от экспериментального в шестом знаке после запятой. Этот размер на 3 порядка меньше наноразмера ().

Далее, на фото графена (рис. 8, a) показан размер . Это - расстояние между атомами углерода, которые состоят из ядер и электронов. Размер каждого атома углерода равен, примерно, , а размер хорды шестиугольника (рис. 10, b) в вершинах которого находятся атомы углерода, на порядок больше. Это значит, что реальная величина размера , показанного на рис. 8, a минимум на 3 порядка больше реальной величины.

Изложенная научная информация показывает мощь физических знаний и нищету математических знаний при раскрытии структур обитателей микромира. Ошибочность идеи орбитального движения электрона в атоме следует из математической модели спектров атомов и ионов, которая была выявлена, спустя почти 100 лет, после разработки математиками методов приближённого расчёта спектров атомов и ионов.

Представленная научная информация - убедительное доказательство нищеты физических знаний академиков точных наук РАН, поэтому необходимость её реформы неоспорима. Начало есть. Закон о реорганизации РАН принят. Однако, анализ начала процесса его реализации настораживает. Явно видно, что у российского Правительства нет научных экспертов, способных предотвратить большие организационные ошибки в этом важном государственном деле.

даламбер фотонный шредингер молекула