МЕНЮ

Дифракция и интерференция фотонного излучения

В данной работе показано, что дифракция и интерференция частиц, в частности, фотонного излучения, может быть объяснена только с позиций корпускулярной теории.

Рассматриваются причины и особенности применения указанного подхода для анализа этих явлений.

Введение. Согласно представлениям современной физики излучение это электромагнитные волны, по международной  классификации, длины которых заключены в диапазоне с условными границами от пм до 100 Мм [1].

Электромагнитные волны классифицируются по длине волны λ  или связанной с ней частотой волны f. Отметим также, что эти параметры характеризуют не только волновые, но и квантовые свойства электромагнитного поля. Соответственно в первом случае электромагнитная волна описывается классическими законами, а во втором – квантовыми. [2]

Из изложенного выше следует, что важнейшим понятием электромагнитного излучения является длина волны (частота). С точки зрения волновой теории  длина волны (электромагнитной) — расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе. Определение не вполне корректно, поскольку: (1) в одинаковой фазе колебания происходят и на фронте волны, и расстояние между точками на фронте может быть произвольным, в том числе и нулевым; (2) чтобы расстояние между двумя точками равнялось длине волны, колебание должно происходить не в одинаковой фазе, а со сдвигом фаз в 2π, и расположены точки должны быть вдоль линии распространения. [3]

λ= υ·Т = υ / f,

где λ– длина волны, υ – фазовая скорость, Т – период, f – частота.

Длина волны фотона λγ, в отличие от электромагнитной волны,  это период движения по поступательно-циклоидальной траектории (винтовой) (Т) со скоростью прямолинейного движения (uγ), или с шагом винтовой траектории:

λγ = uγ·Т = uγ / ν,

где ν – собственная круговая частота фотона вокруг оси прямолинейного движения.

Учитывая, что средой распространения электромагнитных волн является, например, атомно-молекулярный или фотонный газ, а средой распространения фотонов – эфирный, можно сформулировать области существования  электромагнитных волн и фотонов: Электромагнитные волны заканчиваются там, где определяется фотон.

Согласно современным представлениям максимальная длина волны наблюдается у фотонов, которые генерируются и излучаются атомом водорода. Наибольшая длина волны фотона наблюдается в серии Хансена–Стронга. Серия соответствует формуле Ридберга при m = 7 и n = 8, 9, …; основная линия — 123 71,8 нм (24,25·1012 гц) – соответствует средней области инфракрасного излучения (2,5-50 мкм) [4].

Из изложенного выше следует, что электромагнитный диапазон излучения состоит из  разных по своей физической сущности объектов: звуковые и радиоволны, образуемые

средой в виде атомно-молекулярного и фотонного газов, соответственно, и фотоны – элементарные частицы.

Разделение электромагнитного диапазона излучения на области, отличающиеся физической сущностью, предполагает представление физических процессов на их основе разными физическими теориями. Электромагнитные волны это объекты макромира, а фотоны – микромира. Подмена законов микромира законами макромира чревата грубейшими ошибками. Это относится также к понятиям дифракции и интерференции.

Принято считать, что дифракция и интерференция — чисто волновые явления, которые присущи только волнам и совершенно отсутствуют у частиц. Это не совсем так. Принципиальное отличие дифракции от интерференции, состоит в том, что дифракция это огибание препятствий волнами, в современном, более широком — любые отклонения при распространении волн от законов геометрической оптики [5], а интерференция – это усиление или ослабление света на экране. Причем, явление интерференции может быть легко объяснено в рамках не только волновой, но и корпускулярной теории. А дифракция легко объясняется в рамках волновой теории, но в рамках корпускулярной требует дополнительных гипотез о колебательных движениях или фотона света (корпускул) или атомов препятствия, например, щели или решетки. [6]

Развитие эфиродинамической концепции конца ХХ начала ХХI веков позволило дать необходимые и достаточные доказательства явлений дифракции и интерференции фотонов, без каких либо дополнительных гипотез только на основании представлений, развитых в ее рамках.

В данной работе предложена интерпретация явлений дифракции и интерференции в области существования фотона, как элемента электромагнитного излучения, т. е. в диапазоне — от инфракрасного до гамма-излучения включительно.

Особенности фотонного газа. Рассмотрим особенности электромагнитного излучения, представленного как совокупность частиц – фотонов в среде эфирного газа (фотонный газ), генерируемых и испускаемых атомами вещества. Излучение фотонов осуществляется посредством генерации фотонов протон-электронными парами атомов вещества при их возбуждении энергией внешних (излучение, магнитные и электрические силы, температура, давление и т. п.) или внутренних факторов. В результате возбуждения каждая протон-электронная пара генерирует два фотона, вследствие симметричности своей структуры. [7]

Фотон это элементарная частица, представляющая собой замкнутый тороидальный вихрь уплотненного эфира с кольцевым движением тора (как колеса) и винтовым  движением внутри него, осуществляющая поступательно-циклоидальное движение (по винтовой траектории), обусловленное гироскопическими моментами собственного вращения и вращения по круговой траектории  и предназначенная для переноса энергии. [8]

Понятие фотон представляет собой семейство (множество) элементарных частиц, каждый из которых характеризуется  совокупностью параметров, присущих только данной частице. Вместе с тем, эта совокупность параметров может быть сгруппирована следующим образом: термодинамические, электрические, гироскопические, квантово-механические. Вся совокупность этих параметров является функцией длины волны фотона.

Вследствие сложного движения в пространстве (по винтовой траектории) фотон характеризуется энергией Eγ, которую можно разложить на три составляющие [9]:

Eγ = Eсб + Екр + Епр,

где Eсб  — кинетическая энергия вращения вокруг собственной оси, Екр — кинетическая энергия кругового вращения вокруг оси прямолинейного движения, Епр –кинетическая энергия прямолинейного движения, в современной физике трактуется как mc2.

            Вследствие того, что Eсб >> Епр >> Екр, можно полагать, что Eγ = Eсб.

            Таким образом, фотонный газ представляет собой поток фотонов с энергией

Eγ = mγ rγ 2 ωγ2 ,                                                                              

где mγ – масса, rγ — радиус  тела (кольца), ωγ  — круговая частота собственного вращения фотона.

Соотношение круговых частот для гамма-  и инфракрасных фотонов ориентировочно составляет 103 (энергий — 106), что и объясняет энергетический спектр [10] и проникающие способности фотонов рентгеновского и гамма диапазонов.

Масса фотона ориентировочно равна 10-40 кг.

Электрический заряд пары фотонов равен  1,602176634⋅10−19 Кл, ориентировочно длины волны 225 нм. Теоретически обоснован Планком, практически измерен Милликеном. Измеренные значения электрического заряда это не собственные, а распределенные параметры по круговой траектории движения фотона.

Скорость прямолинейного движения фотонов определяется второй звуковой скоростью эфира и находится в пределах  < 2,99 792 458⋅108  м/с — 3⋅108  м/с.

Фотоны внутри некоторого объёма обычно рассматривают как совокупность не взаимодействующих между собой частиц, то есть как идеальный бозе-газ. Однако под действием внешней магнитной силы фотоны могут менять направление прямолинейного движения и плотность фотонного газа.

Прямой обмен энергией между фотонами отсутствует, поэтому для установления термического равновесия в фотонном газе принципиально необходимо взаимодействие фотонов с веществом, которое должно наличествовать хотя бы в небольшом количестве. Установление равновесия происходит за счёт поглощения и испускания фотонов веществом, например, стенками полости, причём энергии поглощаемых и испускаемых фотонов не обязаны совпадать.  Равновесие наступает, когда в фотонном газе достигается стационарное распределение фотонов по энергиям, не зависящее от времени и природы вещества, но зависящее от температуры. Поглощение и испускание фотонов веществом ведёт к тому, что их число в полости непостоянно и зависит от температуры, то есть число частиц в равновесном фотонном газе не является независимой переменной. Тем самым фотонный газ отличается от обычного газа атомно-молекулярной  природы: не существует различных сортов фотонов и смесевых фотонных газов. Различие между фотонами  чисто количественное: на микроскопическом уровне — в энергиях фотонов, на макроскопическом — в температурах фотонно-газовых систем.

Корпускулярная теория электромагнитного излучения базируется на представлениях и законах газовой динамики. Распространение понятий, законов и методов газодинамики на фотонный газ подразумевает, что излучение допустимо рассматривать как термическую систему, то есть как объект изучения, к которому применимы физические величины, которые называются термодинамическими или функциями состояния.

К ним относятся: внутренняя энергия ε, давление p, удельный объем ρ, абсолютная температура T и удельная (отнесенная к единице массы) энтропия S.

В дальнейшем предполагается, что фотонный газ как термодинамическая система является двухпараметрической средой. Это означает, что его состояние вполне определяется заданием каких-либо двух параметров. Следовательно, упомянутые выше пять параметров должны быть связаны тремя соотношениями.

Дисперсия и интерференция фотонного газа. Возможность дать объяснение явлений, присущих электромагнитному излучению, только в рамках корпускулярной теории позволяет снять множество ограничений, накладываемых волновой теорией. В частности, в рамках волновой теории электромагнитная волна – это поперечная волна, для которой векторы электрического Е и магнитного Н полей перпендикулярны волновому вектору k. Электромагнитная волна распространяется в среде со скоростью

            υ = 1/√ε0εμ0μ,                                                                                                       (1)

где ε, μ  – относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды

соответственно, а ε0, μ0 – электрическая и магнитная постоянные, т.е. электрическая и магнитная проницаемости вакуума соответственно (ε0 = 8,85416·10–12 Ф/м,

μ0 = 1,256637·10–4 Гн/м). Для вакуума υ = c = 1/√ε0μ0 = 2,99792458·10 м/с.

В рамках корпускулярной теории электромагнитное излучение это поток фотонов в среде эфирного газа, представляет собой фотонный газ.

Длина волны фотона является определяющим параметром (аргументом) по отношению ко всем его остальным. Соответственно скорость фотонов выражается как функция от его длины волны υ = f (λ). Абстрактный параметр скорость света (c = 1/√ε0μ0 = 2,99792458·10 м/с) определяется, как производная частоты νγ, которая оказалась равной  8,8376181627 ·1013 Гц и длины волны λγ = 3,39231376 мкм с точностью 3,5·10-9 излучения СН4-лазера (с = λγνγ).

Скорость света была определена в начале 70-х годов ХХ ст. следующим образом [4]К. Ивенсон (К. Evenson) и его сотрудники в 1972 по цезиевому стандарту частоты нашли с точностью до 11-го знака частоту излучения СН4-лазера, а по криптоновому стандарту частоты — его длину волны (3,39231376 мкм) и получили c = 299792456,2±0,8 м/с.  Решением Генеральной ассамблеи Международного комитета по численным данным для науки и техники — КОДАТА (1973), проанализировавшей все имеющиеся данные, их достоверность и погрешность, скорость света в вакууме принято считать равной 299792458 ±1,2 м/с.

Представление электромагнитного излучения в виде потока фотонного газа позволяет скорректировать понятие зависимости скорости света от среды (1). Согласно волновой концепции в любой другой среде скорость электромагнитного излучения меньше чем в вакууме. Для отличия скоростей излучения в разных средах используют  безразмерную физическую величину – показатель преломления. [11]

Анализ явления дисперсии света в термодинамической системе [12] позволил получить выражение для показателя преломления вещества в следующем виде:

            n2 =  n1·u0 /[√(u02  — с02) — с0 ctgΘ1],                                                                   (2)                                              

где n1 — показатель преломления среды, из которой свет падает на границу раздела;

Θ1— угол падения света — угол между падающим на поверхность лучом и нормалью к поверхности; n2 — показатель преломления среды, в которую свет попадает, пройдя границу раздела; Θ2 — угол преломления света — угол между прошедшим через поверхность лучом и нормалью к поверхности, с0  — скорость звука (термодинамическая) в веществе, u0  — скорость фотонного потока монохромного луча.

Из выражения (2) следует, что показатель преломления вещества является функцией четырех параметров n2 = f(n1, u0, с0, Θ1),показателя преломления среды, скорости фотонов монохроматического луча,  звуковой скорости среды распространения и угла падения луча.

            В общем случае монохроматический луч представляет собой электромагнитное излучение или поток фотонов, усредненная скорость которого постоянна и не зависит от среды распространения (фундаментальное свойство фотона).

            Известно [13], что скорость звука это величина, заданная формулой

            c2 = ∂p/∂ρ при S = const,                             

где S – энтропия, pдавление, ρплотность фотонного газа.

Для политропного газа, каким является и фотонный

            c2 p/ρ = γ pV,                                                                                 

где γ – показатель адиабаты,  pVвнутренняя энергия фотонного газа.  Фотонный газ в веществе это вторичный газ, образованный в процессе поглощения – генерации первичного фотонного газа веществом. Соответственно скорость звука вторичного фотонного газа будет полностью определяться свойствами вещества. Таким образом, показатель преломления определяется собственными свойствами вещества при неизменных параметрах исходного электромагнитного излучения. Данное утверждение указывает на некорректность волновой концепции в части определения зависимости скорости света от среды: скорость фотонного потока в среде будет определяться как векторная сумма скоростей u0 + с0 (вектор с0  перпендикулярен u0), следовательно всегда будет больше скорости в вакууме.

            Еще большее отличие между электромагнитными волнами и фотонами проявляется в явлениях дифракции и интерференции.

Явление дифракции фотонного газа. Волновая дифракция и дифракция фотонного газа это два разных явления не имеющих ничего общего между собой. В качестве примера рассмотрим опыт Юнга [14] применительно к фотонному излучению. Классический опыт Юнга, известный также как “эксперимент на двух щелях”, в свое время стал доказательством волновой теории света. Опыт был поставлен в 1803 г., т. е. в то время когда понятие фотон не существовало и многие законы газодинамики были еще не открыты. А потому в XXI в. принимать опыт Юнга в качестве доказательства волновой природы света на основании представлений физики конца XVIII в. не корректно.

            В схеме Юнга для получения когерентных волн используется метод деления одной и той же исходной волны на две, затем эти две волны проходят разный путь и вновь собираются вместе. В качестве первичного источника излучения используется точечный монохроматический источник S. Между источником S и экраном Э, на котором наблюдается интерференция, располагается преграда с двумя маленькими отверстиями (или узкими щелями). Поскольку отверстия находятся на одной волновой поверхности, они могут играть роль двух точечных (или нитевидных) вторичных когерентных источников S1 и S2.

            В учебной и академической литературе по оптике и атомной физике опыт называется интерференционный опыт Юнга по дифракции света на двух щелях.

А теперь внимание, результатом опыта по интерференции является дифракция света. Сущность этих ошибок в отождествлении явлений дифракции и интерференции, а также в приписывании возможных объяснений этих явлений исключительно волнам.

Это проявляется в том, что как только в каком-то эксперименте проявляется интерференционная картинка (чередующиеся полосы), сразу же объявляется, что это чисто волновой процесс, и может быть объяснен исключительно с волновой точки зрения.

Также автоматически (априори, без доказательств) объявляется, что в данном эксперименте наблюдалось явление дифракции. Хотя в действительности наблюдалось только явление интерференции. [6]

            Рассмотрим схему Юнга как термодинамическую систему. Принимая во внимание, что в природе монохроматических источников света не существует (даже луч лазера  представляет узконаправленный поток фотонов разных длин волн) в качестве источника S можно рассматривать элемент оптического излучения в некотором диапазоне длин волн. Пространство между источником S и экраном Э разделено непроницаемой для оптического излучения преградой с двумя маленькими отверстиями (или узкими щелями). По сути, преграда разделяет пространство между источником и экраном на две зоны. В первой – между источником и преградой концентрируется фотонный газ, который излучается источником. В пространстве между преградой и экраном фотонный газ отсутствует. В этом случае два маленьких отверстия (или узкие щели) рассматриваются как два точечных (или щелевых) вторичных источниках света.

            В такой постановке опыта, если рассматривать монохроматический луч как поток фотонного газа, то дифракцию можно рассматривать как задачу газодинамики: движение газа с сильным разрывом [13], аналогичную явлению дисперсии, рассмотренной в работе [12]. Решением данной задачи является разложение  потока фотонов по скоростям (длинам волн) в форме конуса, при условии, что скорость фотонов будет больше  звуковой (термодинамической). Угол раствора конуса 2α, определяется из соотношения

sin α = с0 / u0.                                                                                                       (3)

На сегодняшний день известно значение скоростей фотонов для волн 3,39231376 мкм — 2,99792458·10 м/с (скорость света) и 121,568435 нм (длина волны фотона серии Лаймана)– 2,99795215 ·10 м/с [15], которые позволяют сделать вывод, что скорость фотонов увеличивается  с уменьшением его длины волны. В явлении дисперсии это объясняет, почему лучи  красного цвета находятся  на периферии излучения, т. е. имеют наибольший угол раствора конуса.

            Соответственно механизм распространения излучения от  вторичных источников света опыта Юнга аналогичен механизму явления дисперсии. Явление дифракции оптического излучения отличается от явления дисперсии только источником излучения: в явлении дисперсии источником является вторичный фотонный газ, собственно генерируемый веществом, а в явлении дифракции – исходный фотонный поток газа (оптическое излучение).

            На основании рассмотренного выше можно дать определение явлению дифракции оптического (электромагнитного) излучения – разложение спектра оптического (электромагнитного) излучения по скоростям (длинам волн) фотонов  при прохождении потока излучения через точечное отверстие или щель.

            Таким образом,  можно полагать, что явления дисперсии и дифракции электромагнитного излучения в виде фотонного излучения по сути это явления одной природы, происходящие или в веществе или в первичной среде, соответственно.

            Явление интерференции фотонного газа. Интерференция волн (от лат. inter — взаимно, между собой и ferio — ударяю, поражаю) — взаимное усиление или ослабление двух (или большего числа) волн при их наложении друг на друга при одновременном распространении в пространстве. [16] Объяснение интерференции света как типично волнового явления было дано в нач. XIX в. Т. Юнгом и О. Френелем. Схема опыта Юнга рассмотрена выше. На экране Э наблюдается интерференционная картина, вызванная интерференцией двух созданных систем волн.

            Выражение для интенсивности IQ в точке Q экрана будет следующим:

            IQ = I1 + I2 + 2√ I1I2 cos2π(δ + δ0)/λ,                                                                     (4)

где I1, I2 — интенсивности света в точке Q, создаваемые каждым источником отдельно; δ — оптическая разность хода интерферирующих лучей: δ = n1r1-n2r2;  r1 и r2 — расстояния от отверстий 1 и 2 до точки Q: n1 и n2 — показатели преломления среды (в случае воздуха n1=n2 ≈ 1); δ0 — оптическая разность хода лучей от источника S до точек 1 и 2.

Из (4) следует, что интенсивность света в данной точке экрана отличается от суммы интенсивностей I1+I2, создаваемых источниками 1 и 2 при независимом освещении ими экрана. При совместном действии когерентных источников 1 и 2 истинная интенсивность I оказывается большей и отличающейся на величину, описываемую третьим, интерференционным, членом формулы (4).

При наблюдении интерференции в схеме Юнга расстояние до экрана много больше, чем расстояние между этими источниками S1 и S2. Поэтому расстояния от источников до точек в центральной части экрана практически одинаковы, и можно считать, что амплитуды и интенсивности этих волн также одинаковы:  I1 = I2 = I0.

Максимумы интенсивности интерференционной картины наблюдаются там, куда волны приходят в одной фазе – разность фаз равна чётному числу p, т.е. Dj = 2mp. Это значит, что расстояния до максимумов от источников должны отличаться на целое число длин волн: Dr = ±ml, где l – длина волны в данной среде, а m = 0, 1, 2, … – целое число.

В точки минимумов волны приходят в противофазе – разность фаз равна нечётному числу p, т.е. Dj = (2m + 1)p. Расстояния до минимумов от источников должны отличаться на полуцелое число длин волн: Dr = ±(m + ½)l. Величина Dr = r1 – r2 называется разностью хода волн, а целое число m, позволяющее выразить разность хода двух волн через длину волны, называется порядком интерференции. Иначе можно сказать, что максимумы наблюдаются тогда, когда разность хода равна чётному числу полуволн, а минимумы – нечётному числу полуволн.

Необходимым условием наблюдения интерференции волн является их когерентность.

В корпускулярной теории когерентность волн не может быть условием для интерференции, вследствие того, что явлению интерференции предшествует явление дифракции (разложение спектра), указывающее на сложный состав излучения, т. е. на ее не монохроматический характер. В качестве примера можно рассмотреть излучение Солнца.  Спектр Солнца непрерывный, однако, в нем наблюдается множество темных  линий.  Эти линии в спектре Солнца образуются в результате поглощения квантов света в более холодных слоях солнечной атмосферы. Наибольшую интенсивность непрерывный спектр имеет в области длин волн 430–500 нм. В видимой и инфракрасной областях спектр электромагнитного излучения Солнца близок к спектру излучения абсолютно черного тела с температурой 6000 К. В видимой области спектра Солнца наиболее интенсивны линии ионизованного кальция и линии бальмеровской серии водорода. Около 9 % энергии в солнечном спектре приходится на ультрафиолетовое излучение с длинами волн от 100 до 400 нм. Остальная энергия разделена приблизительно поровну между видимой (400–760 нм) и инфракрасной (760–5000 нм) областями спектра. Излучение Солнца проходит через атмосферу Земли (атомно-молекулярный газ). Спектр излучения газов имеет совсем другой характер. Энергия излучения в таких спектрах концентрируется лишь в некоторых узких областях. В результате спектр выглядит, как ряд узких линий.

            В опыте Юнга при прохождении излучения через узкую щель в результате явления дифракции происходит разложение спектра излучения на монохроматические лучи фотонов определенных длин волн, угол распространения которых зависит от собственной скорости фотонов и звуковой скорости среды. Чем больше длина волны фотона, тем меньше его скорость, тем больше угол отклонения от прямолинейного движения исходного потока. Соответственно, на экране будет наблюдаться следующая картина. В точках, в которых интенсивности монохроматических потоков от обоих источников складываются, наблюдается усиление силы света. Линейчатый характер спектра излучения приводит к тому, что на экране будут наблюдаться точки, в которых свет будет отсутствовать. В целом это приводит к картине, в которой светлые точки появляются в тех местах, где совпадают линии монохроматических лучей, темные — в местах, где линии не  совмещаются. При этом точка наивысшей интенсивности будет находиться на линии (перпендикуляре), проходящей через середину между вторичными источниками света. Это единственная линия, на которой наблюдается интерференция когерентных лучей. Во всех остальных точках наблюдается интерференция не когерентных лучей, у которых длины волн фотонов различны.

            Пусть в некоторую точку Q экрана от источника S1 приходит поток излучения ∆I1, а от источника S2 приходит поток излучения ∆I2. Каждый из этих потоков будет представлять часть общего потока излучения I0 в некотором узком диапазоне длин волн фотонов: ∆I1 = I0 — ∆Ii; ∆I2 = I0 — ∆Ij.

            Тогда выражение для интенсивности IQ в точке Q экрана будет следующим:

            IQ = ∆I1 + ∆I2 = (I0 — ∆Ii) + (I0 — ∆Ij) = 2I0 — (∆Ii + ∆Ij).                                    (5)

Выражение (5) показывает, что интенсивность интерференционной картинки в любой точке всегда будет меньше интенсивности исходного потока излучения и будет определяться длинами волн монохроматических потоков, образуемых в процессе дифракции.

            Выделим из потоков излучения, приходящих в точку Q экрана монохроматический луч Ii от источника S1 и монохроматический луч Ij от источника S2, которые распространяются под углами αi и αj соответственно.

            Тогда оптическая разность хода интерферирующих лучей:

δ = r (tg αi + tg αj),                                                                                            (6)

где r – расстояние от плоскости (преграды) с двумя маленькими отверстиями (или узкими щелями) до экрана.

            Для двух когерентных монохроматических лучей αi = αj:

            r = δ / 2tg αi.                                                                                                      (7)

            Из выражения (7) следует, что при некоторой оптической разности хода интерферирующих лучей δ максимумы когерентных монохроматических лучей будут находиться на прямой (перпендикуляре), проходящей через середину отрезка между вторичными источниками излучения и определяться длиной волны фотонов монохроматического луча.

            Пусть точка Q на экране находится на расстоянии x от источника S2  и (δ + x) от источника S1.

                Тогда

            х = δ tg αj / (tg αi — tg αj).                                                                                 (8)

Из выражений (3, 6, 8) следует, что условия максимума определяются длинами волн фотонов монохроматических лучей приходящих в данную точку экрана, находящегося на расстоянии r от источников с оптической разностью хода интерферирующих лучей δ. При этом для всех х, кроме случая, когда αi = αj, интерференция (сложение интенсивностей) будет проходить только с монохроматическими лучами  фотонов разных длин волн  (αi ≠ αj).

Выводы.  Основы теории дифракции  и интерференции были заложены в первой половине XIX века в трудах Юнга и Френеля. Результаты их работ получили преобладающее значение и привели к окончательной победе волновой теории света над ньютоновской корпускулярной.

            Современная физика в объяснении дифракции и интерференции также придерживается волновой теории: обнаружение дифракции частиц (электронов) в 1927 году (опыт Дэвиссона и Джермера) сыграло большую роль в подтверждении существования волн де Бройля и в подтверждении концепции корпускулярно-волнового дуализма (идеи двойственной природы волн и частиц). При этом, остался незамеченным тот факт, что физика от изучения явлений макромира  перешла в область микромира, законы и представления которого отличны от макромира. Примером такого отличия является объяснение явлений дифракции и интерференции в области существования фотона как элемента электромагнитного диапазона.

            Показано, что показатель преломления светового луча на границе раздела среды и вещества определяется  не уменьшением скорости света, а термодинамическими параметрами вещества.

            Природа дифракции светового луча аналогична природе дисперсии и определяется  как разложение спектра оптического (электромагнитного) излучения по скоростям (длинам волн) фотонов  при прохождении потока излучения через точечное отверстие или щель.

            Интерференция это сложение интенсивностей  монохроматических лучей разных длин волн в некоторой области пространства при дифракции светового луча на двух и более отверстиях или щелях.

Литература.

  1. Большой Российский энциклопедический словарь. — Репр. изд. — Москва : Большая Российская энцикл., 2009. — 1887 с. 
  2. Литвинов О.С., Горелик В.С. Электромагнитные волны и оптика: Учеб. пособие. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. — 448 с.: ил. (Физика в техническом    университете / Под ред. Л.К. Мартинсона, А.Н. Морозова).
  3. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Длина волны.
  4. http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1411.html ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ.
  5. http://femto.com.ua/articles/part_1/1069.html Дифракция волн.
  6. Кочетков А.В., Федотов П.В. Дифракция и интерференция микрочастиц // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 8, №2 (2016) http://naukovedenie.ru/PDF/09TVN216.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/09TVN216.
  7. http://nauka2000.com/   Лямин В. С.,  Лямин Д. В. Про материю и антиматерию.
  8. http://nauka2000.com/   Лямин В. С.,  Лямин Д. В. К 125-и летию открытия фотона.
  9. http://nauka2000.com/   Лямин В. С.,  Лямин Д. В. Физическая сущность постоянной Планка.
  10. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Электромагнитный спектр.
  11. http://femto.com.ua/articles/part_2/3069.html Преломления показатель.
  12. http://nauka2000.com/   Лямин В. С.,  Лямин Д. В. Фотонная концепция излучения Вавилова – Черенкова.
  13. Овсянников Л.В. Лекции по основам газовой динамики. – Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, 336 стр.
  14. http://vega.phys.msu.ru/files/baku/prac/oscil-optics/11.pdf  Задача № 11. Интерференция света. Опыт Юнга.
  15. http://nauka2000.com/  Лямин В. С., Лямин Д. В. Физическая сущность постоянной тонкой структуры.
  16. http://femto.com.ua/articles/part_1/1390.html Интерференция волн.

Лямин В.С. , Лямин Д. В. г. Львов


1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звёзд6 звёзд7 звёзд8 звёзд9 звёзд10 звёзд (Еще не оценили)
Загрузка...


Вы можете оставить комментарий к записи