Скорости распространения фотонов и электромагнитных волн
Рис. 3) показывает, что график зависимости = f (??фот.газ) является продолжением зависимости? волн = f (??газ) в область более низких значений мольных масс, т. е. обе зависимости описываются единой закономерностью. Это дает основание утверждать, что формирование упругих волн в газовой среде с хаотически движущимися в разных направлениях и с разными скоростями молекул газов и формирование волн… Читать ещё >
Скорости распространения фотонов и электромагнитных волн (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Для рассмотрения особенностей распространения волн в подвижной электромагнитной фотонной среде провели расчет масс отдельных фотонов разной частоты, используя общепринятую формулу Эйнштейна Е = mf • c2 и Планка Е =? • н [28], из сравнения которых следует, что mf = ?•н / c2 (здесь с — принятая постоянной скорость света в вакууме). В таблице № 5 приведены рассчитанные значения масс фотонов (mf) разной частоты (н) и величины скоростей движения фотонов с учетом их массы по формуле.
?f =.
в соответствии с молекулярно-кинетической теорией вещества.
Учитывая, что соотношение между скоростью движения частиц и скоростью распространения волн для газов равно 1,496, по величинам скоростей движения фотонов? f рассчитали скорости распространения волн в средах, заполненных такими индивидуальными фотонами (). По величинам масс отдельных фотонов (mf) рассчитали мольные массы фотонов как?? f= mf • N, где N — число Авогадро (N = 6,02•1023 моль-1), и нанесли результаты расчетов и?? f на график =f (??f), представленном в двойном логарифмическом масштабе (рис. № 4).
Таблица 5 -Значения рассчитанных скоростей фотонов разной частоты и скоростей электромагнитных волн в этих фотонах.
Частота, н, Гц. | mf = hн/c2, кг. | ?f =, м/с. | Мольная масса фотонного газа, кг / моль. | ||
7,35•10−45. | 1,24•1012. | 4,43•10−21. | 8,29•1011. | ||
7,35•10−44. | 3,92•1011. | 4,43•10−20. | 2,62•1011. | ||
7,35•10−43. | 1,24•1011. | 4,43•10−19. | 8,29•1010. | ||
7,35•10−42. | 3,92•1010. | 4,43•10−18. | 2,62•1010. | ||
7,35•10−41. | 1,24•1010. | 4,43•10−17. | 8,29•109. | ||
7,35•10−40. | 3,92•109. | 4,43•10−16. | 2,62•109. | ||
7,35•10−39. | 1,24•109. | 4,43•10−15. | 8,29•108. | ||
8•1012. | 5,89•10−38. | 4,38•108. | 3,548•10−14. | 2,928•108. | |
7,65•1012. | 5,632•10−38. | 4,4797•108. | 3,393•10−14. | 2,9945•108. | |
7,6•1012. | 5,595•10−38. | 4,4945•108. | 3,37•10−14. | 3,0043•108. | |
7,35•10−38. | 3,92•108. | 4,43•10−14. | 2,62•108. | ||
0,735•10−36. | 1,24•108. | 4,43•10−13. | 8,29•107. | ||
4,0•1014. | 2,9342•10−36. | 6,4296•107. | 1,767•10−12. | 4,30•107. | |
6,0•1014. | 4,41•10−36. | 5,245•107. | 2,66•10−12. | 3,50•107. | |
8,0•1014. | 5,868•10−36. | 4,5466•107. | 3,53•10−12. | 3,039•107. | |
0,735•10−35. | 3,92•107. | 4,43•10−12. | 2,62•107. | ||
0,735•10−34. | 1,24•107. | 4,43•10−11. | 8,29•106. | ||
0,735•10−33. | 3,92•106. | 4,43•10−10. | 2,62•106. | ||
0,735•10−32. | 1,24•106. | 4,43•10−9. | 8,29•105. | ||
0,735•10−31. | 3,92•105. | 4,43•10−8. | 2,62•105. | ||
0,735•10−30. | 1,24•105. | 4,43•10−7. | 8,29•104. | ||
0,735•10−29. | 3,92•104. | 4,43•10−6. | 2,62•104. | ||
0,735•10−28. | 1,24•104. | 4,43•10−5. | 8,29•103. | ||
0,735•10−27. | 3,92•103. | 4,43•10−4. | 2,62•103. | ||
0,735•10−26. | 1,24•103. | 4,43•10−3. | 8,29•102. | ||
Рис. 4.Зависимость скорости распространения волн в электромагнитных средах, заполненных индивидуальными фотонами (), от мольной массы фотонного газа (??фот.газ)
Совмещение полученной зависимости для фотонов (рис.4) с аналогичной зависимостью для индивидуальных газо в? волн = f (??газ).
(рис. 3) показывает, что график зависимости = f (??фот.газ) является продолжением зависимости? волн = f (??газ) в область более низких значений мольных масс, т. е. обе зависимости описываются единой закономерностью. Это дает основание утверждать, что формирование упругих волн в газовой среде с хаотически движущимися в разных направлениях и с разными скоростями молекул газов и формирование волн в фотонной электромагнитной среде с хаотически движущимися в разных направлениях и с разными скоростями фотонов подчиняется одному и тому же закону.
Анализ таблицы 4 показывает, что скорости распространения волн в электромагнитных средах, заполненных индивидуальными фотонами, по аналогии с индивидуальными газами, могут меняться в широких пределах от 8,58•102 м/с для массивных фотонов (0,735•10−26 кг) высокой частоты (н =1024 Гц) до 8,58•1011 м/с для фотонов малой массы (7,35•10−45 кг) и низкой частоты (н =106 Гц). Скоростями распространения волн в электромагнитных средах, заполненных индивидуальными фотонами, близкими к экспериментально полученным значениям скорости света в вакууме, обладают электромагнитные среды, заполненные индивидуальными фотонами с частотами 7,65•1012 — 7,6•1012 Гц. Так как окружающее нашу планету пространство заполнено фотонами широкого диапазона частот, то, вероятно, средневзвешенное значение скорости распространения волны в таком электромагнитном поле и составляет значение, полученное экспериментальным путем 299.792.458 м/с, т. е. приближенно 3· 108 м/с.
Например, на рис. 5 приводится спектр фонового только гамма-излучения фотонов в диапазоне энергий 370ч3100 кэВ, зарегистрированный автором в помещении лаборатории радиометром-спектрометром универсальным РСУ-01 «Сигнал-М», в составе которого имеется блок детектирования гамма-излучения СБДГ-02 [1]. Энергии 370 кэВ соответствует частота 8,93•1019 Гц, а энергии 3100 кэВ — частота 7,48•1020 Гц. Общий спектр фотонов в этих условиях, безусловно, включает более широкий диапазон частот, в том числе и видимую часть спектра.
Рис. 5. Спектр фонового г-излучения в помещении лаборатории. Время измерения 1800сек, скорость счета гамма-квантов 26,82 имп/с.
Видимо, в разное время года и в разное время суток спектр фотонов, находящихся около разных частей поверхности Земного шара может несколько отличаться. Это будет сказываться на средневзвешенном значении скорости распространения электромагнитных волн, а, следовательно, и скорости световой волны и могло повлиять на результаты экспериментов по оценке скорости распространения света разными исследователями. Межпланетное пространство в разных частях Солнечной системы и тем более в разных частях Вселенной может быть представлено отличающимися спектрами частот фотонов. Это должно отражаться на изменении средневзвешенной скорости движения фотонов этого спектра частот и, следовательно, на скорости распространения волн в такой электромагнитной фотонной среде. В отдаленных частях Вселенной концентрация фотонов очень низкая и поэтому температура достигает минимальных значений до 3оК. Такое значение температуры, видимо, обусловлено преимущественно фотонами низких частот, движущихся соответственно с более высокими собственными скоростями. Средневзвешенное значение скорости волны в таком фотонном электромагнитном поле будет иным, чем экспериментально полученное значение скорости света в пределах поверхности Земного шара.
Выводы 1. Электромагнитное поле — это пространство, занятое электромагнитными частицами-фотонами. В фотонном электромагнитном поле окружающей среды одновременно движется в разных направлениях множество фотонов разной частоты, и они одновременно участвуют в формировании волны сжатия — разряжения в этом поле под воздействием излучаемых антенной фотонов или другими источниками (лампами накаливания и т. д.).
- 2. Скорости движения фотонов разных частот могут изменяться в широком диапазоне от 1,285•103 м/с (н = 1024 Гц) до 1,285•1012 м/с (н = 106 Гц).
- 3. Скорости распространения волн в электромагнитных средах, заполненных фотонами одинаковой частоты или узкого диапазона частот могут меняться в широких пределах от 8,58•102 м/с до 8,58•1011 м/с и существенно отличаться от экспериментально установленной скорости света.
- 4. Межпланетное пространство в разных частях Вселенной может быть представлено разными спектрами фотонов и, следовательно, в них будут разные скорости распространения волн. В процессе движения волны в электромагнитных средах через разные части Вселенной её скорость соответственно будет изменяться.
- 5. Большая разница в скорости света по данным И. Физо, полученной в пределах поверхности Земли с использованием лабораторного метода (313 000 км/с), и по данным О. Рёмера, полученной при исследовании затмения спутника Юпитера «Ио» (220 000 км/с), вероятно объясняется тем, что спектры фотонов в пространстве между Землей и Юпитером и у поверхности Земли существенно отличаются.