Законы теплового излучения не соответствуют физическому процессу

удк. 530.               

       Введение. Существующие законы теплового излучения не соответствуют физическим процессам передачи энергии излучения телами. Допущены ошибки в создании стоячих волн и формулах подсчёта энергии в единице объёма и мощности излучения телом с 1 м.^2 его поверхности.                                                                                                            

       Целью данной статьи является обнаружить и доказать допускаемые ошибки при описании процесса получения стоячих волн и выводе формул закона теплового излучения.                                                                                    

       Поставленная цель достигается за счёт анализа физического процесса получения стоячих волн, соблюдения правил математики и применение известных формул.

       Рассмотрим основные положения теории равновесного теплового излучения. Для этого, в полость с идеально отражающими стенками, имеет форму куба с ребром l, поместим малое по размерам абсолютно черное тело, имеющее температуру T. За счет испускания и поглощения электромагнитных волн этим телом полость равномерно заполнится равновесным тепловым излучением с определенной объемной плотностью энергии , зависящей от температуры. Следует учесть, что электромагнитные волны - поперечные волны, и в каждом направлении k в полости в общем случае могут распространяться две волны, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Число стоячих волн с частотой, не превышающей заданного значения ω,  следует определить как  N = ω^3V / 3 π^2c^3, где                                                                 V = l^3. Разделив на V получим число число стоячих волн в 1 м.^3.                             Допущенные ошибки:                                                                                                           1. . Из определения стоячей волны следует, что они возникают от плоских волн, и не переносят энергии. Это означает, что получить стоячие волны в указанном объёме не возможно, так как волна от точечного чёрного тела имеет сферический фронт, но не плоский. Эти сферические волны распространяются по радиусу внутри куба и их количество равно частному от деления пройденного расстояния на длину волны. В нашем случае максимальное значение будет при расположении черного тела на стороне куба, т.е. l / λ.                                                                                                              2. Число стоячих волн в объёме l м.^3 определено по формуле  N =  ω:^3 /  π^2c^3.                  Фактически, при направлении волн вдоль оси x, при ребре куба равного lм. количество стоячих волн могло быть равным  nx = 2* l  / λ. Такое число волн будет на осях y и z.  В 1м.3 будет стоячих волн N1ф = 3*2 / λ. Следовательно, число стоячих волн в объёме 1м.^3 определено с ошибкой.                                                                             Так как стоячих волн в полости выделенного объёма не возможно получить, то количество обычных волн в нём будет равно Nоф = l  / λ, разделив на объём l^3 получим количество волн в 1 м.^3  Nоф = l  / λ, ( м.^ - 3).                           

Далее автор пишет.  Если  теперь через { ε }обозначить среднюю энергию электромагнитной волны частоты ω , то по определению спектральной плотности энергии равновесного теплового излучении имеем  u(ωT) = { ε }ω^2 /  π^2c^3.      Спектральная плотность энергии излучения— это энергия излучения в единице объема, приходящаяся на единичный интервал частот.                                                              Подставим { ε } = kT, где k = Дж. / К – постоянная Больцмана,. анализ вывода формулы упустим,  получим  спектральную плотность энергии излучения абсолютно черного тела  по формуле Релея – Джинса                                                                                           u(ωT) = kT ω^2 /  π^2c^3, (дж.сек.^3 / сек^.2м^.3 = дж сек./ м^3).                                    Допущенные ошибки:                                                                                               1.Полученная единица ищиерения не соответствует принятой в физике дж. /м.^3           2.В формуле число стоячих волн в 1 м.^3 - ω^2 /  π^2c^3,(1сек.^3 /сек^2м^.3 =              = сек. / м.^3). как видим число стоячих волн  измеряется в сек.                                       3. Постоянная Больцмана k = R / NA, , где                                                                              R - универсальная газовая постоянная, численно равная работе расширения одного моля идеального газа  при увеличении температуры на 1 К.,                                             NA -  число Авагардо.                                                                                                       Таким образом, { ε } = kT  – это есть работа на одну молекулу при нагреве газа на 10.  На каком основании эта работа равна энергии одной стоячей волны?                            По правилам математики, спектральную плотность энергии излучения абсолютно черного тела  должна быть равной произведению энергии излучения { ε } на число волн N в 1 м.^3                                                                                                                          u(ωT)”’  = kT ω^3 / π^2c^3 , (дж.сек.^3 / сек.^3м.^3 = дж.  / м^3.).                                       В этом случае единица измерения соответствует принятой в физике.                              Формула определения спектральной плотности энергии излучения по формуле          Релея – Джинса состоит из работы на одну молекулу, при нагреве газа на 1 градус, умноженной на уменьшенное, по сравнению с вычисленной по формуле N- числа стоячих волн в единице объёма, т.е. почему – то не все стоячие волны нагревает  молекулу.                                                                                                                                Таким образом, формула имеет математическую ошибку. Получить энергию от стоячих волн не возможно, так как они не переносят энергию. По допущенным ошибкам  эта формула  ошибочна..                                                                                                              Эту энергию при расчётах энергии излучения обычных волн, без обоснования, принимают равной энергии излучения стоячей волны, что не соответствует физическому процессу и свойствам стоячих волн и является подгонкой результатов исследований и естественно ошибка, которая обнаруживается при ультрафиолетовой катастрофе.                                                                                                                              Испускательная способность тела  – это энергия, излучаемая с единицы площади поверхности тела в единицу времени., т.е. есть мощность излучения.                            Испускательная  способность абсолютно черного тела определяется по формуле     Релея – Джинса                                                                                                                      f(ωT) = ω^2kT /4 π:^2c^2, (дж. сек.^2 / сек.^2 м.^2 = дж./ м.^2).    Это есть энергия, равная произведения  спектральной плотности энергии излучения абсолютно черного тела на расстояние пройденное светом за 1 сек.                                                                     f(ωT) =с u(ωT) = с= kT ω^2 /  π^2c^3 = ω^2kT / 4 π^2c^2. Таким образом ошибки допущенные при расчёте  спектральной плотности энергии излучения абсолютно черного тела сохраняются, и ещё количество стоячих волн уменьшается в 4 паза.            При умножении на количества стоячих волн в единице объёма, вычисленное ранее     N =  ω^3 /  π^2c^3, получим                                                                                                    f(ωT)’ = N1 kT с = с kT ω^3/ π^2c^3 = kT ω^3/ π^2c^2, (дж.сек.^2 / м.^2 сек.^3=            = дж./ сек.м.^2= вт./ м.^2). Как видим единица измерения мощности излучения по формуле Релея – Джинса не соответствует принятой в физике, а в формуле, вычисленной по правилам математики - соответствует.                                                      Стоячие волны на расстоянии пройденное светом за 1 сек. не возможны,так как на таком расстоянии не возможно создать паралельные плоскости и  также они не переносят энергию,  а следовательно формулы Релея – Джинса не существует в действительности т.е. ошибочна.                                                                                        Подставим { ε } = h ν /( e(hν / kT) – 1) = kT, где                                                                        ν = с / λ – число волн излучения за 1 сек.,                                                                            e(hν / kT) – 1 – поправочный коэффициент на частоту излучения. Таким образом,           h = k (e(hν / kT) – 1)  / ν =  – есть энергия одной молекулы делённой на частоту излучения., а так как фронт волны падает на 1м.^2 , то после умножения на число молекул получим энергия одной волны с 1 м.2.                                                                  Тогда h ν /( e(hν / kT) – 1), (дж. / сек.^2 м.^2 = вт./ м.^2)  -  будет формулой                         f(ωT)'’- испускательнрй  способности абсолютно черного тела, равная произведению  h - энергии излучения одной волны с 1 м.^2 поверхности тела на ν число волн излучения за 1 сек. Единица измерения соответствует принятой в физике.                                       По теории Планка испускательная  способность абсолютно черного тела  равна             f(ωT)  = h ω^3 / 4 π^2c^2 (e(hν / kT) – 1 = (дж. сек.сек.^2 /  м.^2  сек.^3 = дж./ м.^2),  единица изсерения не соответствует принятой мощности в физике.                                    Преобразуем формулу                                                                                                         f(ωT) = hω^3/ 4π^2c^2 (e(hν / kT) – 1) = hωω^2/ 4 π^2c^2(e(hν / kT) – 1).        Количество стоячих волн в формулах Релея – Джинса и Планка одинаково следовательно все ошибки указанные выше присущи и формуле Планка.                    Стоячей называется волна, возникающая при наложении (суперпозиции) двух встречных плоских волн одинаковой амплитуды и поляризации. Стоячая волна не переносит энергии, т.к. энергия переносится в равных количествах бегущей и отражённой волнами. Из определения стоячей волны следует, что они возникают от плоских волн, и не переносит энергии,  а следовательно формулы энергий  спектральной плотности энергии излучения абсолютно черного тела и испускательной  способности абсолютно черного тела не могут применяться для обычных волн, так как  излучение абсолютно чёрного тела не имеет стоячих волн.    Так постоянная Планка определяемая Эйнштейном по фотоэффекту                                                                          hν = Авых + me v^2/ 2, где                                                                                                        ν – количество волн излучения за 1 сек.,                                                                          Авых – работа выхода электрона с орбиты,                                                                         me – масса электрона,                                                                                                              v – скорость его движения.                                                                                                  Тогда hν – есть энергия излучения  одной волны падающая на один электрон  в течении 1 сек., которая равна сумме  Авых – работе выхода электрона с орбиты и     me v^2/ 2 – кинетической энергии электрона, покинувшего орбиту, но Авых – работа выхода электрона с орбиты есть доля кинетической энергии электрона. Поэтому значение постоянной Планка определено не верно, так как допущены ошибки:                              1. энергия одной волны в течении 1 сек.   падает на один электрон, как это может происходить автор не даёт объяснений,                                                                                2. расчёт энергий ошибочен. Энергия постоянной Планка h должна определять энергию излучения, но не энергию тела после облучения. Энергию излучения всей волны с поверхности сферы, которая постоянна, а площадь поверхности сферы увеличивается, то постоянная планка также изменяется. В формулах испускательнрй  способности абсолютно черного тела единицей измерения вт. / м.^2, тогда энергия постоянной Планка h должна измеряться с 1 м.^2.                                                              Следует отметить, что энергия излучения не равна энергии тела после облучения, так как прирост энергии тела равен                                                                                           Mv^2/2 – Mv0^2 /2= M(v0 + nΔv)^2 /2 - Mv0^2 /2 = Mv0^2/2 +Mv0 nΔv +Мn^2 Δv^2/2 - Mv0^2 /2 = = M v0 nΔv + Мn^2 Δv^2 / 2, где                                                                         M – масса всех электронов в нагреваемом теле,                                                                 v0 – средняя скорость движения электронов,                                                                       n – с t / λ  – число волн излучений за время облучения t,                                                  Δv – величина на которую увеличится скорость движения электронов от действия одной волны.                                                                                                               Значение М Δv^2 / 2 есть энергия одной волны  падающая на поверхность нагреваемого тела. После деления этой энергии на площадь облучаемую излучением одной волной одной  длины волны получим энергию излучения одной волны падающей на 1 м.^2  поверхности тела, т.е.  постоянную Планка. Как видим, закон сохранения энергии при облучении не выполняется, так как увеличение энергии тела Mv0 nΔv + М n^2 Δv^2 /2 больше энергии падающей на тело М n Δv^2 /2.        

 Заключение.                                                                                                                                                           Тепловое излучение - электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счет его внутренней энергии, т.е. это излучение не стоячих волн. Стоячие волны излучения, возможно, получить при  выполнении следующих условий: 1.Фронт бегущей волны должен быть плоским, 2. Расстояние между сторонами куба должно быть кратно длинам полуволн. Эти условия получить от абсолютно чёрного тела не возможно, так как оно излучает сферическую волну. Расчёт количества стоячих волн в кубической ёмкости, является решением теоретической задачи, при этом необходимо учитывать, что волны имеют фронт волны, а следовательно количество стоячих волн определено с ошибкой. Не обосновано принятое условие, что энергия стоячей волны равна работе нагрева одной молекулы на один градус.  Так как число стоячих волн определено с ошибкой то постоянные величины в формулах теплового излучения авторами подобраны с учётом допущенных ошибок, а следовательно постоянные не являться универсальными. Формулы Релея – Джинса и Планка имеют математические ошибки, т.е. при определении спектральной плотности энергии излучения и испускательной  способности абсолютно черного тела, количество стоячих  волн в 1 м.^3 не соответствует ранее определённому значению. Ошибочное утверждение передачи энергии стоячими волнами не соответствуют физическому процессу стоячих волн, а в законах теплового излучения они переносят энергию. Единицы измерения не соответствуют существующим значениям принятыми  в физике. Следовательно, законы теплового излучения не соответствуют физическому процессу электромагнитного излучения и являются выдумкой авторов. 

Рябусов Григорий Николаевич. Родился 15. 03. 1938 г. Окончил Красноярский институт цветных металлов и золота.      Литература.                                                                                                                               1. Квантовая теория излучения[ Электронный ресурс]Квантовая физика|МГТУ. fn.bmstu.ru/data-physic/library..(Дата обращения 13. 08. 2021 г.),                            2.Тепловое излучение — Википедия[ Электронный ресурс] ru.wikipedia.org/wiki/Тепловое_...                                                                                                                                3. Законы теплового излучения[ Электронный ресурс] studopedia.su/20_40170_zakoni-. (Дата обращения 13. 08. 2021 г.),                                                                                             4. Постоянная Планка. Формула и описание[ Электронный ресурс] sitekid.ru/fizika/postoyannaya_...                                                                                               5. Стоячие волны-Общая физика[ Электронныйресурс] bstudy.net/666056/estesvoznanie.C,                                                                                      6Стоячие волны| Физика для студентов[Электронныйресурс] testent.ru>studentyGfizika> stojacgie volny(Дата обращения 13. 08. 2021 г.),                                                            7.Универсальная газовая постоянная — Википедия[ Электронный ресурс] ru.wikipedia.org/wiki/.(Дата обращения 13. 08. 2021 г.),                                                   8.Число Авогадро — Википедия[ Электронный ресурс] ru.wikipedia.org/wiki/Число(Дата обращения 13. 08. 2021 г.),                                                                                                       9. Квантовая теория излучения - Фундаментальные ... [ Электронныйресурс]  http://fn.bmstu.ru › library › physbook › tom5 › texthtml (Дата обращения 11. 08. 2021г.),