Пирамида Хеопса и постоянная тонкой структуры 1
Материал из Cheops.The encyclopedia.
Квантование атома водорода по Бору
В простейшем атоме (протон-электрон) - атоме водорода - движение электрона происходит в электрическом поле протона. Согласно третьему закону Ньютона, движущийся протон создает в окружающем пространстве магнитное поле, действующее на электрон. Поэтому необходимо рассматривать движение электрона в ЭП и МП протона.
Движение электрона в электрическом поле
Начало ХХ века: создание первой квантовой теории атома - квантование атома водорода Н.Бором. Поэтому стоит взглянуть еще раз на этот период времени и вспоминая, что "Повторение - мать учения", поразмыслить о временах сегодняшних...
Движение электрона в атоме водорода осуществляется за счет действия кулоновской или центростремительной силы. Предполагается также, что электрон - точечный.Fk = (k'e2) / r2,
где Fk - кулоновская сила между ядром (протоном) и электроном, e - электрический заряд электрона (ядра), r - расстояние между ним, k' = 1 / 4πε0 - постоянная Кулона, ε0 - электрическая постоянная (= диэлектрическая проницаемость вакуума). В данной статье будет применяться как обозначение k', так и k' = 1 / 4πε0. Уравнение для центростремительной силы:
F = (mv2) / r,
где F - центростремительная сила, действующая на электрон, m - масса электрона, v - скорость электрона.
Объединяя (=приравнивая) их, можно получить значения для r:
Fk = F → (k'e2) / r2 = (mv2) / r или k'e2 = mv2r → mv2r = k'e2
К моменту рассмотрения Бором атома водорода была известна работа М.Планка по теории излучения. Поэтому следующий шаг:
mvr = nh/2π,
где h/2π - постоянная Планка, n = 1,2,3,... - главное квантовое число. (В самом общем виде квантование означает, что какая-то физическая величина меняется скачками, т.е. можно сказать, - квантами). Из этого уравнения выражаем v:
v = n(h/2π) / mr → или с учетом n → vn = n(h/2π) / mrn.
Далее находим rn, подставляя в mv2rn = k'e2:
m × (n2(h/2π)2) / (m2rn2) × rn = k'e2 → rn = (n2(h/2π)2) / (k'e2m) = n2 × (h/2π)2 / k'e2m.
Полагая n = 1, мы получим радиус первой орбиты электрона в атоме водорода - первый боровский радиус (подставляя вместо букв числовые значения):
r1 = 12 × (h/2π)2/(k'e2m) = 5,2917706×10−12(м) = r0.
Итак, радиусы электронных орбит в атоме водорода выражаются через радиус первой боровской орбиты:
rn = n2 r0.
Зная rn, легко найти и vn:
vn = n(h/2π) / (mrn = n(h/2π) / [mn2(h/2π)2/(k'e2m)] = (k'e2) / n(h/2π) =
= e2 / [4πε0n(h/2π)] × (c/c) = α × (c/n),
где α = <math>e^2 / 4\pi\epsilon \hbar c</math> = e2 / 2ε0hc = 7,2973504×10−3 - постоянная тонкой структуры (или 1/α = 137,03604), c - скорость света (электромагнитных волн). Скорость электрона на орбитах связана со скоростью электромагнитных волн. При n = 1 получаем
v1 = α c или α c = v, т.е. постоянные величины α и c определяют скорость электрона v на первой боровской орбите и, следовательно, сам радиус r0 - радиус первой боровской орбиты.
Движение электрона в магнитном поле (МП)
Точечный электрон
Протяженный электрон
(Автор: расшифруйте запись на фото справа)
Некоторые исторические сведения о Солнечной системе
Квантование гравитационного поля (ГП) - квантование Солнечной системы
Первое приближение
Случай 4,6,8
Случай 3,6,8
Случай "Вулкан - планета внутри орбиты Меркурия"
(Автор: в чем заключается глубинный смысл выражения 1 а.е. = 149 597 870 км?)
Движение в центрально-симметричном гравитационном поле
Частные выводы
Второе приближение
Смещение перигелия - номер планеты
Скорость гравитационных волн
(Автор: выведите формулу для скорости гравитационных волн V = 318c (где с - скорость света)
Вторичное появление постоянной тонкой структуры
Естественные системы единиц и расширение системы М.Планка
Естественные системы единиц
Почему физики-теоретики почти 100 лет не замечали этих формул
Постоянная тонкой структуры и планковские величины
Семейство формул для аномального магнитного момента электрона (АММЭ) и "призрак" электрона
Геометрический аспект
Физический аспект
(Автор : выведите и проверьте вычисленное значение своими вычислениями формулу для АММЭ, используя для этого массу покоя электрона me, массу покоя протона mp, постоянную тонкой структуры α:
АММЭ = μe / μB = (1−A2)1/2 + α(1−A)2 / 2π(1+A) + A2 − α2A / π ,
где
A = me/mp(1 − α2(1 + α)2)1/2 × {[1 + α2/2 Ι (1 + α)2/2 − 1/(1 + me/mp(1 − α2(1 + α)2)1/2)Ι] / [1 + α2me/2mp(1 − α2(1 + α)2)1/2 Ι (1 + α)2/2 − 1/(1 + me/mp(1 − α2(1 + α)2)1/2)Ι]}.
Здесь в формуле - Ι - знак модуля в математике.
Вычисления дают μe/μB = 1,001159652647 при следующих значениях констант:
π = 3,141592653589,
α = 7,29735321×10−3 - максимальное значение постоянной тонкой структуры,
me/mp = 5,44617363×10−4;
μe - аномальный магнитный момент электрона,
μB - магнетон Бора).
Анализ вывода этой составной формулы предполагает вероятность возникновения нового вида излучения - виртуальное излучение - в будущих экспериментах в Церне и обладающее воздействием (опасным?) на все окружающее.
Рождение - жизнь - смерть Солнечной системы
Уточнение третьего закона Кеплера
Хаос → порядок
Уточнение первого закона Кеплера и функция разделения
"Гравитационная воронка" и образование протосолнца
Уравнение-формула материи и общий принцип для квантования атома водорода по Бору и Солнечной системы (информация для необъязательного понимания)
Квантование диска и образование планет
Будущее Солнечной системы и "бегство" Разума от гибели
Приложение
Третий закон Кеплера (обычный) и Солнечная система
Третий закон Кеплера, уточненный Ньютоном
Третий закон Кеплера и квантование Солнечной системы
Немного о взаимодействии двух тел
Третий закон Кеплера с учетом уточненного первого закона Кеплера
(Автор : выведите уравнение для третьего закона Кеплера
T12(M+m1) ⁄ T22(M+m2) = [a13(M+2m1) ⁄ a23(M+2m2)] × [(1+(1−e12)½) ⁄ (1+(1−e22)½)],
где e1,e2 - эксцентриситеты планетных орбит)
Великие пирамиды Египта - информационный след ВЦ на Земле
Дальнейшая судьба Комплекса
Ссылки
Более хорошее математическое внешнее оформление на http://ru.science.wikia.com
Литература
- Физический энциклопедический словарь.М."Советская энциклопедия".1983
- Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. Теоретическая физика//Теория поля.Т.II.М."Наука".1988
- В.Б.Берестецкий, Е.М.Лифшиц, Л.П.Питаевский. Теоретическая физика//Квантовая электродинамика.Т.IV.М."Наука".1989
- Ю.А.Храмов. Физики//Биографический справочник.М."Наука".1983
- О.П.Спиридонов. Универсальные физические постоянные.М."Просвещение".1984
- Л.Р.Стоцкий. Физические величины и их единицы.М."Просвещение".1984
- Дж.Нарликар. Гравитация без формул/перев. с англ./.М."Мир".1985
- В.Л.Гинзбург. О физике и астрофизике.М."Наука".1985
- В.Чолаков. Нобелевские премии//Ученые и открытия/перев. с болг./.М."Мир".1987
- В.П.Цесевич. Что и как наблюдать на небе.М."Наука".1984
- И.С.Шкловский. Вселенная.Жизнь.Разум.М."Наука".1987
- Б.А.Воронцов-Вельяминов. Очерки о Вселенной.М."Наука".1980
- Я.Б.Зельдович, И.М.Яглом. Высшая математика//Для начинающих физиков и техников.М."Наука".1982
- Г.Корн, Т.Корн. Справочник по математике//Для научных работников и инженеров/перев. с амер./.М."Наука".1984