Сергій алеманов
Іноді помилково вважається, що електромагнітні кванти - це завжди мікрочастинки (фотони), але це невірно, тому що їх довжина хвилі може бути будь-хто. Наприклад, існують електромагнітні кванти з довжиною хвилі 21см, властивості яких можна досліджувати за допомогою звичайних радіоантен, тобто спостерігати у них електричні і магнітні потоки індукції. Таким чином, експериментально підтверджено, що кванти електромагнітного потоку випромінювання, як і всі електромагнітні хвилі, мають польову структуру, тобто складаються з електричних і магнітних потоків (одиниця виміру електричного потоку - Кулон, магнітного - Вебер).
Фотон - це квант електромагнітного потоку випромінювання, тобто складається з кванта електричного потоку і кванта магнітного потоку. Дискретність енергії електромагнітних потоків випромінювання (квантів світла) - це наслідок дискретності енергії електричних і магнітних потоків. У електромагнітної хвилі енергія електричного потоку завжди дорівнює енергії магнітного потоку. Знаючи частоту зміни електричного потоку індукції, можна знайти струм електричного зміщення:
Iсм = 2ev,
де e - квант електричного потоку (квант кількості електрики) 1,602 · 10-19Кл, v - частота.
Магнітна енергія електромагнітного кванта:
Wм = IсмФ0 / 2,
де Ф0 - квант магнітного потоку (квант кількості магнетизму) 2,068 · 10-15Вб. Згідно з електродинаміки, в поперечної електромагнітної хвилі електрична енергія завжди дорівнює магнітної Wе = Wм, тому повна енергія електромагнітного кванта дорівнює:
W = Wе + Wм = 2Wм = IсмФ0.
Коефіцієнт пропорційності h = 2eФ0 спрощує вираз:
W = IсмФ0 = 2eФ0v = hv.
Знаючи частоту зміни магнітного потоку індукції, можна знайти ЕРС:
U = 2Ф0v.
Ефективна потужність в електромагнітному обуренні:
P = UIсм = 2Ф0v · 2ev = 4eФ0v2.
Протяжність поперечного обурення дорівнює половині довжини хвилі, так як в поперечному обуренні різнойменні області розташовані поперечно, а не поздовжньо, що є відзнакою поперечного обурення від поздовжнього. Тобто, щоб знайти енергію, треба помножити потужність на час, що дорівнює половині періоду:
W = PT / 2 = 4eФ0v2/2v = 2eФ0v = hv.
Співвідношення між ЕРС і енергією:
W = 2eФ0v = eU.
1В = 1,6022 · 10-19Дж, тобто дорівнює одному Електронвольт. Таким чином, квант електромагнітного потоку випромінювання з ЕРС в один вольт володіє енергією, що дорівнює одному Електронвольт (1еВ = 1,6022 · 10-19Дж). Наприклад, в фотоні з довжиною електромагнітної хвилі 0,5 · 10-6м:
струм зміщення - 1,921 · 10-4А;
ЕРС - 2,480 В;
потужність - 4,764 · 10-4Вт;
електромагнітна енергія - 3,972 · 10-19Дж (у Електронвольт W = 2Ф0v = 2,480 еВ).
Таким чином, в електромагнітних хвилях дискретні струми зміщення і енергія електричних і магнітних потоків. Для їх обчислення досить знати частоту електромагнітної хвилі, величину кванта електричного потоку і кванта магнітного потоку, або замість них використовувати коефіцієнт пропорційності h = 2eФ0 = 6,626 · 10-34Кл · Вб, що представляє квант електромагнітного потоку випромінювання, його ще називають квантом дії, змінюючи розмірність з Кл · Вб на Дж · с. Те, що електродинаміка дозволяє розраховувати дискретні електромагнітні хвилі - фотони, не є чимось незвичайним, електродинаміка і створена для того, щоб пояснювати і розраховувати електромагнітні процеси. Польове будова фотона і електродинамічний розрахунок його властивостей наведено в [1].
Список літератури
Алеманов С.Б. Природа електромагнітних частинок і полів.
Алеманов С.Б. Електричні вихрові несоленоідальние поля. Життєпис, 2002.
Грінчік А. Квантова модель тяжіння. Життєпис, 2002.
Еткін В.А. Класичні підстави квантової механіки. Життєпис, 2001.
Носков Н.К. Світло, фотони, швидкість світла, ефір і інші «банальності». Життєпис, 1999.