Ошибки в определении постоянной Планка

УДК 530.                    

                                                          Рябусов Григорий Николаевич.

        Введение.                                                                                                                    

        Удивительно как учёные и преподаватели физики всего мира не обнаружили ошибки в формуле энергии кванта электромагнитного  излучения   Е= hc / λ, в которой величина  c / λ – есть количество волн излучений за 1 сек.                                                                                                             

         Целью предлагаемой статьи является дать обоснования ошибок в теории расчёта энергии электромагнитного излучения.                                    

          Поставленная цель достигается путём анализа физического процесса передачи телу энергии излучением.                                                                                                  

           Из закона сохранения энергии, при представлении света в виде частиц (фотонов), следует формула Эйнштейна для фотоэффекта:                                      {\displaystyle \hbar \omega =A_{out}+{\frac {mv^{2}}{2}},}hω = A ВЫХ.+ mv2 / 2, где {\displaystyle A_{out}}                                                                                                  A ВЫХ  -  работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества),                                                                                                   mv2 / 2 -  кинетическая энергия вылетающего электрона, {\displaystyle \omega }                                      ω — частота падающего фотона с энергией {\displaystyle \hbar \omega ,}{\displaystyle \hbar }h — постоянная Планка.                        

         Cпособ определения постоянной Планка, основанный на спектре рентгеновского излучения, 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,

{\displaystyle h{\frac {c}{\lambda }}=eU,}hc / λ  = eU

Тогда постоянная Планка равна

{\displaystyle h={\frac {{\lambda }{Ue}}{c}}.}{\displaystyle h{\frac {c}{\lambda }}=eU,}h = eU λ / c.  

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.                                                                      Рассмотрим допущенные ошибки.                                                                           1. Предлагаемые автором расчёты не соответствуют физическому процессу движения и существования волны электромагнитного излучения.                                           Принятие понятия фотон означает, что одна волна света состоит из множества волн, каждая из которых падает только на один электрон вещества. Автор не даёт пояснений, каким образом одна волна излучения ловит один электрон из всех вращающихся на орбитах.                                                                                                                        Фактически волна света движется в виде поверхности сферы с радиусом равным расстоянию до источника света и чем дальше эта поверхность сферы тем меньше энергия излучения на 1 м2  поверхности. Это подтверждается температурами на планетах: Венере, Земле, Марсе. Даже на Земле эта величина энергии зимой и летом не равны, так как изменяются расстояния до Солнца.                                                          Энергии излучения на 1 м2 поверхности тела для искусственных источников света зависит от его мощности и расстояния до него.                                                            Из этого следует, что принятого понятие фотон не существует, а если верить в его существование, то масса фотона одной волны дневного света находится на поверхности сферы с радиусом 150 миллионов километров и с изменением этого радиуса масса фотона растекается по поверхности сферы.

2.Формула кинетической энергии вылетающего электрона, предложенная автором, не соответствует действительности, так как электрон имеет начальную скорость движения по орбите V0 и под действием одного импульса излучения получает дополнительную скорость движения Δv , а под действием нескольких импульсов излучений n  скорость движения электрона будет равна V0 + nΔv.                                                                    Кинетическая энергия вылетевшего электрона, имеющего начальную скорость движения, будет равной -                                                                                               m(V0 + n Δv)2 / 2 = mV02 / 2 + mV0n Δv + m n2 Δv2 / 2.                                              3. Автор не даёт обоснований, почему время облучения принято равным 1 сек. достаточное для выбивания электрона . В предложенной автором формуле нет объяснения, почему энергии излучения hc / λ достаточна для того чтобы электрон покинул орбиту.  Если принять эту гипотезу за истину, тогда одна волна излучения, так как падает на всю поверхность тела, за 1 сек. вырвет все электроны атома расположенного на поверхности тела.  Фактически волна излучения за время одного полупериода Т/ 2  увеличивает скорость движения электрона на величину Δv, а так как он вращается по орбите то передаёт часть импульса другим электронам на нижележащих слоях атомов. Этот процесс происходит постоянно и в конечном счёте температура тела распределена равномерно, а величина изменения скорости движения электронов расчётная, полученная при  n излучений, согласно закона сохранения импульса распределится на все электроны тела.                                                              Тогда постоянная Планка, по мнению автора, равна

{\displaystyle h={\frac {{\lambda }{Ue}}{c}}.}h = eU λ /c .                                             В этой формуле значение eU – есть величина кинетической энергии вылетевшего электрона, ошибочно автором принимается равной  mv2 /2.                                             Постоянная Планка , из этих формул, есть кинетическая энергия одного электрона     mv2 / 2 за время равное одному периоду волны излучения  Т =  λ / c ( сек.), т. е. является квантом излучения, если считать что волна не делима, но волна состоит из двух полуволн и следовательно квант излучения должен равен энергии за время равное половине периода волны h = eU λ /2c.                                                                             4.В определении постоянной Планка в формуле работа запирающего напряжения eU равна кинетическая энергия электрона mV02 / 2 + mV0n Δv + mn2 Δv2 / 2.                       При обычных температурах, согласно утверждению в физике,  в состав внутренней энергии не включают энергию атомных ядер, ибо она в этих условиях не меняется.

Из этой формулы видим, что не существует энергии для удаления электрона с орбиты, а есть энергия, увеличивающая его скорость движения на  n Δv. За счёт полученной скорости электрон покидает орбиту с кинетической энергией равной работе запирающего напряжения    еU = mV02 / 2 + mV0n Δv + mn2 Δv2 /2.                              В этой формуле значение   mV0n Δv = mV0n aΔt = FV0 Δt – есть энергия при равномерном движении, а как известно из физики в этом случае работа не требуется,   т. е. излучение не совершает эту работу и эта энергия возникает в результате математических вычислений при наличии начальной скорости движения. Эта энергия передаётся равномерно по слоям атомов по толщине тела  mV0n Δv / (h / D), т. е. скорость движения электронов в теле будет равна ΔvТ = n Δv / (h / D), а масса тела равна MT = MСЛ h / D.                                                                                                    Энергия тела равна                                                                                                    ЕТ1  =  MT V0n ΔvT = MСЛ h / D V0n Δv / (h / D) =  MСЛ V0n Δv ,т. е. равна энергии поверхностного слоя электронов.                                                                           Величина энергии  m n2 Δv2 / 2 = m n2 ΔvТ 2 / 2, так как скорость движения электронов в теле будет равной ΔvТ , и состоит иэ энергий:                                            m n ΔvТ 2 / 2 – энергии излучения зависящей  от количества волн излучения n,               mn2 ΔvТ 2 / 2 - mn ΔvТ 2 / 2 = mn(n – 1) ΔvТ 2 / 2 – энергии, полученной в результате математических вычислений за счёт количества импульсов излучений.                    Энергия тела для этого случая равна                                                                             ЕТ2 = MT  ΔvТ 2 / 2 = MСЛ  h / D n2 Δv 2 /  (h2 / D2 ) 2 = MСЛ n2 Δv 2 / (h / D) 2. Известно, что на поверхности Земли тело на 1 м2 за 1 сек. увеличивает энергию на 1350 дж.  Энергия  одной волны равна 1350 / 9 =  150 дж.                                        Масса электронов поверхностного слоя атомов алюминия, с диаметром атома D= 2,36*10-10 м. равна                                                                                                МСЛ= m* nэ 1 /0,8 D2  =  9,1*10-31*13*1 /0,8* 2,362 10-20 = 26,55 *10-11кг.                   Из формулы   ЕТ1  =  MСЛ V0n Δv = m* n 1 /0,8 D2 V0n Δv  определим величину увеличения скорости движения электрона за 1 сек. облучения ( t = 1 )                           Δv = ЕТ1 /(m*nэ 1 /0,8 D2 V0n) = 150 /( 9,1*10-31*13*1* / 0,8*2,36*10-10*1*106*1) = = 5,65*105м. / сек.                                                                                                         Увеличения скорости движения электрона под действием одной полуволны будет равно                                                                                                                             Δv1 = Δv λ / 2c= 5,65*105*5,5*10-7 / 2*3*108  = 2,4*10-10м. / сек.                                                                       

Определим значение энергии  листа алюминия толщиной h =2*10-3м. после облучения в течении 1 сек.

ЕТ = MСЛ V0n Δv+ MСЛ n2 Δv 2 / (h / D) 2 = 26,55 *10-11 *1*106*1*5,65*105 +              + 26,55 *10-11 *12*5,652*1010 / (2*10-3 / 2,36*10-10) =  150 + 1000*10-8дж.                Величина второго слагаемого мала и ей можно пренебречь.                                          Из этой формулы определим время, через которое энергия тела за 1 сек.  второго слагаемого будет увеличиваться на 1 вт.                                                                       MСЛ t222 с2 Δv 2 / λ2 (h / D) 2t = 1,откуда                                                                       t = 1λ2(h / D)2 / MСЛ 22 с2 Δv 2 =                                                                                 = 1*5,52*10-14(2*10-3 /2,36*10-10)2 / 26,55*10-11*22*32*1016* 2,42*10-20 =               = 930000 сек.                                                                                                        Таким образом, тело увеличивает свою энергию за счёт кинетической энергии электронов возникающей в результате математических преобразований за счёт начальной скорости движения электронов.                                                 

Энергия одной полуволны излучения создаёт кинетическую энергию электрону равную  е1 =  m Δv1 2 /2 = 9,1*10-31*2,42*10-20 / 2 =  26,2*10-51дж.                                         Это есть, согласно расчётам автора, величина энергии одной полуволны излучения падающая на один электрон и должна определять массу предполагаемого фотона согласно формулы Е =  m c2. Данная формула до сих пор не доказана, а следовательно не может применяться в научных обоснованиях. Таким образом, массу фотона невозможно определить.                                                                                                Если произвести расчёт массы по формулам автора, то масса будет равна                         m = е1 / с2  =  26,2*10-51/ 32*1016  = 2,91*10-67кг.                                                    5. Применение рентгеновского излучения для определения постоянной Планка не может являться величиной постоянной для любого источника света, так как она зависит от мощности источника света и расстояния до него.                                                                                                                               В физике известна формула энергия кванта Е= hc / λ.                                                    Квант (от лат. quantum — «сколько» ) — неделимая порция какой-либо величины в физике.                                                                                                                        В предложенной формуле определена не энергия кванта, а произведение энергия вылетевшего электрона с орбиты h  на количество волн излучений за 1 сек. c /λ.             Эта ошибка широко применяется в квантовой физике, что означает её не достоверность, т. е. её не существует.                                                                            Формула не позволяет определить энергию тела на площади 1 м.2 так, например для алюминия -                                                                                                                 ЕА = 9hcNs /λ0,8D2 =9*6,6*10-34*3*108*13*1/ 5,5*10-7*0,8*2,362*10-20 =945дж.,   для железа - 

ЕЖ = 9hcNs /λ0,8D2 =9*6,6*10-34*3*108*26*1/ 5,5*10-7*0,8*3,122*10-20 =                     = 1082дж. 

Целесообразно  энергию излучения считать энергию на 1 м2 поверхности тела, так как постоянная Планка есть энергия излучения на один электрон, то энергия на 1 м2 поверхности тел разных материалов, имеющих разное количество электронов в поверхностном слое атомов, буде иметь разное значение.                                      Энергия тела после облучения1 м. 2 одной волной Солнечным светом не является величиной постоянной, зависит от расстояния до Солнца, а для принятого значения 1350 вт. равна                                                                                                            е1 = 1350 λ /9 *2c = 1350*5,5*10-7/ 9*3*108 = 275*10-15вт./м2

  Заключение.                                                                                              

     Постоянная Планка, предлагаемая авторами, не является энергией одной волны излучения , а есть кинетическая энергия массы электрона при наличии начальной скорости его движения, получившего дополнительную скорость движения от части волны. Определить энергию излучения одной полуволны невозможно замерить, поэтому она находилась как среднее значение за определённое время, что не даёт точного результата, так как формула энергии тела имеет квадратичную зависимость от времени облучения.

Энергия излучения и энергия тела необходимо рассчитывать по разным формулам. Энергию тела определять по формуле                                                                           ЕТ = МП V0 t 2с Δv / λ + МП t 2 22 с2 Δv2/ 2, (вторым слагаемым можно пренебрегать, так как эта величина мала), а энергию излучения по формуле  ЕИ = МП t 2 с Δv2/ 2 λ.  Масса фотона авторами определена из кванта  который принят равным  h с / λ , что не соответствует действительности, так как это есть не квант энергии излучения, а кинетическая энергия электрона с начальной скоростью движения за время 1 сек. Фактическая масса фотона не существует, также, как и не существует фотона.          Как известно работы  Планка и Эйнштейна  являются основой создания науки квантовая физика, в которой значения постоянной Планка и энергии кванта применяются во всей квантовой физике. Приведённые ошибки в расчётах постоянной Планка и энергии кванта ликвидируют основу этой науки и следовательно её нет.