Ошибки Эйштейна в фотоэффекте

УДК 530.1

Введение
В предлагаемой статье указаны ошибки в фотоэффекте, основанные на неправильном представлении физических процессов облучения тел и следовательно формулы описывающие их не соответствуют действительности. Удивительно как учёные всего мира, предложенные гипотезы принимают за истину и продолжают обучать молодое поколение по ложному направлению в физике.

Целью статьи является показать учёным физикам на их безразличное отношение к результатам научных открытий , нет контроля за их достоверностью, что способствует развитию ложной физики. На этих ложных теориях производится обучение будущего поколения, а главное не желание их, и Министерство образования и науки Р. Ф., что либо менять в стандартах обучения по физике.

Поставленная цель достигается путём анализа рассматриваемого физического процесса и его соответствие предлагаемым формулам.

Рассмотрим фотоэффекты предлагаемые Эйнштейном:

1.Фотоэффект — это испускание электронов веществом под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения). В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

Фотоэффект был объяснён в 1905 году Альбертом Эйнштейном. В работе Эйнштейна содержалась важная новая гипотеза — если Планк предположил, что свет излучается только квантованными порциями, то Эйнштейн уже считал, что свет и существует только в виде квантованных порций.

Из закона сохранения энергии при представлении света в виде частиц (фотонов) следует формулы Эйнштейна для фотоэффекта:

1 hν = А + mv^2 / 2, где h — постоянная Планка, ν — частота падающего фотона с энергией hν, A — работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества), mv^2 // 2 - максимальная кинетическая энергия вылетающего электрона;

Из этой формулы следует существование красной границы фотоэффекта, то есть существование наименьшей частоты, ниже которой энергии фотона уже недостаточно для того, чтобы «выбить» электрон из тела. Суть формулы заключается в том, что энергия фотона расходуется на ионизацию атома вещества, то есть на работу, необходимую для «вырывания» электрона, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона.

2. При данном способе измерения постоянной Планка используется закон Эйнштейна для фотоэффекта: Kmax = hν - А, где 

Kmax — максимальная кинетическая энергия вылетевших с катода фотоэлектронов.

Измерение проводится так. Сначала катод фотоэлемента облучают монохроматическим светом с частотой ν1 при этом на фотоэлемент подают запирающее напряжение U1, так, чтобы ток через фотоэлемент прекратился. При этом имеет место следующее соотношение, непосредственно вытекающее из закона Эйнштейна: hν1 = A + eU1, где e – заряд электрона. Затем тот же фотоэлемент облучают монохроматическим светом с частотой ν2 и точно так же запирают его с помощью напряжения U2 hν2 = A + eU2
Почленно вычитая второе выражение из первого, получаем: h(ν2 – v1) = e(U2 – U1)
откуда следует:
h = e(U2 – U1 ) / (ν2 – v1).

3. Анализ спектра тормозного рентгеновского излучения

Этот способ считается самым точным из существующих. Используется тот факт, что частотный спектр тормозного рентгеновского излучения имеет точную верхнюю границу, называемую фиолетовой границей. Её существование вытекает из квантовых свойств электромагнитного излучения и закона сохранения энергии. Действительно,
hc / λ =eU, где
λ — длина волны рентгеновского излучения,
e— заряд электрона,
U— ускоряющее напряжение между электродами рентгеновской трубки.

Тогда постоянная Планка равна:
h = λeU/ с.

Из расчётов видно, что постоянная Планка равна частному от деления величины кинетической энергии электрона mv^2 / 2, = eU ,, покинувшего орбиту атома, на количество волн электромагнитного излучения за 1 сек. облучения т. е. частоту

ν = с / λ.

В указанных примерах фотоэффекта допущены ошибки:

1. Принимаемое условие, что один фотон падает на один электрон на орбите атома не соответствует действительности:

а) частицы электромагнитного излучения ( фотон ) не существует, так как его существование не доказано, а существуют предлагаемые гипотезы , которые не могут применяться в научных трудах.

б) по утверждению Эйнштейна волна ( фотон ) падает на один электрон атома, в котором электроны вращаются по орбитам , автор не даёт разъяснений каким образом фотон ловит электрон .Фактически начало первой волны электромагнитного излучения расположена на поверхности сферы, движущейся со скоростью света, т. е. площадь сферы постоянно увеличивается и поэтому она падает на всю поверхность тела. Если допустить, что волна является частицей, тогда она при движении света должна увеличивать свой размер покрывая всю площадь сферы движущейся волны. Если этого явления не происходит тогда площадь поперечного сечения фотона неизменна и например, для света на расстоянии 1000км. от Солнца, фотон имеет площадь поперечного сечения примем равным 1*10^-10 м2., а на поверхности Земли, на расстоянии 150*10^6 км. он должна иметь размер равный

1*10^-10(150^2*10^12 / 1*10^6 ) = 2,25м2.

Таким образом один фотон, с площадью поперечного сечения 1*10^-10 м2 падает на поверхности Земли на площадь 2,25м2, т.е. практически человек не будет видеть Солнца и предметов на Земле, так как фотон падает на предметы, а отразившийся фотон имеет малую вероятность попасть в глаз человека. Человек должен жить в полной темноте. Таким образом, поперечное сечение фотона должно увеличиваться при движении излучения. Тогда фотон будет падать на всю поверхность тела с очень малым запаздыванием.

в) по мнению Эйнштейна энергия фотона расходуется на ионизацию атома вещества, то есть на работу, необходимую для «вырывания» электрона, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона. Физический процесс переноса энергии излучением не соответствует действительности, так как никакого «вырывания» электрона не происходит, а волна излучения увеличивает начальную скорость движения электрона по орбите V0 до значении VВ при которой электрон покинет орбиту. Волна излучения может продолжать увеличивать скорость движения электрона до V1 = V0 + v, где v- увеличение скорости движения электрона под действием 2n полуволн излучения равное v=v1 2 t / T, где v1 - увеличение скорости движения электрона за один импульс полуволны излучения,    t – время облучения, Т- период волны излучения.

г)В своих расчётах Эйнштейн , согласно закону сохранения энергии, он принимает энергию кванта энергии от одного фотона hν равную сумме Kmax — максимальной кинетической энергия вылетевшего с катода фотоэлектрона и A — работе выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества). Данное утверждение ошибочно, так как максимальная кинетическая энергия вылетевшего с катода фотоэлектрона содержит в себе работу выхода электрона с орбиты. 

2.Во всех примерах фотоэффекта время облучения равно 1 сек., так как с / λ – есть число волн излучения за 1 сек. или частота излучения волны, независимо от частоты излучения. Во втором примере автор увеличивает частоту излучения, за счёт чего увеличивается энергия излучения, и без объяснений принимает время облучения равное 1 сек. для разных частот облучения. Что удерживает электрон в поле излучения в течении этого времени и на каком основании принято время облучения равное 1 сек.? На этот вопрос ответа нет. При увеличении частоты излучения скорость движения электрона достигнет скорости раньше, чем при первом случае, т. е. для второго случая облучения необходимо меньшее время.                                                                     

3. В расчётах не учтена начальная скорость движения электрона на орбите. Кинетическая энергия электрона, имеющего начальную скорость движения V0, которая увеличивается при облучении на величину v, тогда кинитическая энергия электрона будет равна Е = m( V0 + v )^2 / 2 = m V0^2 / 2 + m V0v + mv^2 / 2.

При числе воздействий на электрон волн за 1 сек. получим 2*1 / Т импульсов от полуволн, а кинетическую энергию электрона равную

Е= m V0^2 / 2 + m V0 2*1v1 / Т + m2^2 *1 v1^ 2 / 2Т^ 2.

Из этих формул видно, что энергия излучения одной полуволны равна

mv1^ 2 / 2,

а для волн облучений за время 1 сек. энергия излучения будет равна

m2^2 * 1v1^ 2 / 2Т^2,

что не равно сумме Kmax — максимальной кинетической энергия вылетевшего с катода фотоэлектрона и A — работе выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества). Этот вывод справедлив для любой разности скоростей движения, что не учитывал Эйнштейн. Энергия в предлагаемой формуле m V0 2*1v1 /Т = m V0 a 2*1 / T = F V02*1 / T – это энергия силы F= m a.

При равномерном движении электрона его путь равен V0 2*1 / T. Энергия электрона ревная произведению силы на пройденное расстояние, а как известно для равномерного движения тела не требуется работа. Она не передаётся излучением, а возникает в теле за счёт математических преобразований. Из этого следует, что в расчётах постоянной Планка принималась не энергия электромагнитного излучения за 1 сек. равная m 2*1 v1 2 / 2Т , а общая кинетическая энергия электрона равная mv^2 / 2, но не сумма энергий.

Поэтому рассматривать расчёт постоянной Планка нет смысла Этим доказательством подтверждается отсутствие закона сохранения энергии. Этой формулой передачи энергии объясняется эффект О́берта — в космонавтике — эффект, проявляющийся в том, что ракетный двигатель , движущийся с высокой скоростью, совершает больше полезной работы, чем такой же двигатель, движущийся медленно, т.е. нарушается закон сохранения энергии. Это объясняется тем, что начальные скорости движения ракеты имеет различное значение в рассматриваемых случаях, согласно предлагаемой формуле кинетической энергии тела имеющего начальную скорость движения.

4. Квант излучения автором применяется во всех примерах.
Это дискретная величина энергии, связанная с электромагнитной волной, имеющей заданную частоту ν наименьшее количество энергии, которое может излучаться или поглощаться веществом на этой частоте составляет E=h ν. Как известно величина ν – есть количество волн электромагнитного излучения за 1 сек., а h- величина энергии одной волны излучения, тогда принимаемый квант излучения есть энергия излучения за 1 сек. облучения. Свет, по мнению автора состоит из фотонов, обладающие массой в движении. Это доказательство основано на двух формулах. Первая это квант излучения E=h ν- это энергия волны за 1 сек. но не наименьшее количество энергии, которое может излучаться или поглощаться веществом на этой частоте и вторая формула Е = mc2 – до настоящего времени не доказанной, а следовательно не может применяться в научных расчётах.

Заключение. Предлагаемые примеры фотоэффекта , основанные на многих ошибках, не являются научной истиной и не могут изучаться в учебных заведениях. На многих ошибках в физическом процессе передачи энергии излучения телам теория фотоэффекта не могут применяться для определения постоянной Планка. По всей вероятности постоянная Планка должна быть равной частному от деления мощности источника излучение на сумму частот волн за 1 сек., входящих в состав электромагнитного излучения, и на площадь сферы волны для рассматриваемого положения наблюдателя относительно источника излучения. Единицей измерения в этом случае будет вт./м2. Удивительно как учёные всего мира и Министерство образования и науки Р.Ф., не видят ошибок в современной физике и не желают внести изменения в стандарт по изучению физики.