Санкт-петербург

Вид материала

Документы

Содержание Ядро гелия Исходные данные 15. Дефект суммы масс нуклонов в составе ядра атома 16. Атом водорода и нейтрон 17. Причины различия величин массы и скорости движения электронов на разных орбитах атома

Подобный материал:

• 1. Обязательно ознакомиться с пакетом заранее. Все вопросы можно обсудить с редакторами, 215.48kb.
• Д. С. Лихачева 2011 год Общие положения Первые Краеведческие чтения (далее Чтения),, 80.63kb.
• Редактор: Наталья Кудряшова (Санкт-Петербург), 173.55kb.
• «Незабываемый Санкт-Петербург» (осенние каникулы), 29.11kb.
• Экскурсионная программа 1 Санкт-Петербург Регистрация на борту теплохода. Ужин., 52.86kb.
• Темы диссертаций "Социальная политика в условиях перехода к рыночной экономике", 1994,Ленинградский, 90.57kb.
• Е. В. Пичугина (Санкт-Петербург), 425.47kb.
• Русские группы, 162.56kb.
• Н. Т. Ашимбаева (Санкт Петербург), 84.77kb.
• Государственный заказчик Санкт-Петербурга второго уровня, адрес: 193230, Санкт-Петербург,, 219.92kb.

Н

Не Li

Be

B

Рис. 23а

Представим, что ядро гелия подвергается бомбардировке нейтроном. По-существу, бомбардировка частиц представляет собой взаимное столкновение. Здесь можно представить, что в результате столкновения нейтрона с ядром гелия, происходит разрушение нейтрона, то есть его распад на протон (позитрон, окружённый оболочкой) и электрон (Рис.№23б).


Ядро гелия

протон

нейтрон






электрон







Рис.23б


Ядро гелия

нейтрон



протон





позитрон




излучённая

оболочка (облачко)

Рис.23в

В случае бомбардировки ядра гелия протоном, то есть, в результате столкновения протона с нейтроном ядра гелия, происходит выбивание из состава ядра гелия нейтрона и выбивание позитрона из оболочки протона (Рис.№23в). Освобождение оболочки из структуры протона воспринимается, как излучение.

Таким образом, на основании представленной структуры нуклонов ядра атома гелия, можно сделать вывод, что любой атом состоит только из электронов (позитрон и электрон – одна и та же частица) и протонных облачков, представляющих собой более мелкие дискретные материальные образования. Протонное облачко может восприниматься, как совокупная элементарная частица.

Исходя из сделанного вывода о составе ядра атома гелия, рассмотрим, как количественно соотносятся массы электронов и позитронов, и протонных облачков.

Исходные данные: Ядро гелия и входящие в его состав электроны, позитроны и протонные облачки. Электрон и позитрон рассматриваются, как одна и та же частица, обладающая противоположным вращением. Протон представляет собой позитрон, окружённый протонным облачком. Нейтрон представляет собой протон и электрон. Исходя из этого, получаем: в ядре атома гелия содержится 6 электронов и позитронов, и 4 протонных облачка. Масса 6 электронов и позитронов составляет: 6×0,0009109534×10^-27=0,0054657204×10^-27кг, масса 4 протонных облачков составляет 4×1,6717370466×10^-27=6,6869481864×10^-27кг. Из этих расчётов видно, что масса протонного облачка ядра гелия больше суммарной массы электронов и позитронов в 6,6869481864×10^-27:0,0054657204×10^-27= 1223, 43 раза. То же значение получается у ядра лития и у ядер других химических элементов. С учётом электронной оболочки атомов, протонное облачко будет больше массы электронов и позитронов в 917,58 раза. На основании этих расчётов можно сделать вывод, что основной массой материи в материальном Мире являются элементарные совокупности протонного облачка. Поскольку сделан такой вывод, то можно предположить, что в космическом пространстве материального Мира могут иметь место свободные скопления протонных облачков, как в составе галактик, так и в виде отдельных образований.


15. ДЕФЕКТ СУММЫ МАСС НУКЛОНОВ В СОСТАВЕ ЯДРА АТОМА

В науке принято понимать дефект суммы масс атомных ядер, как «энергию связи». Такое представление основывается на том, что ядро атома теряет массу, когда протоны и нейтроны объединяются в единую, ядерную, совокупность, и это служит основанием для такого вывода. Но при чём здесь потеря массы и физическая «связь» нуклонов? Известно, что чем больше масса тела, тем прочнее структурная связь составляющих тело образований, так как в этом случае плотность массы тела возрастает. А возрастание плотности массы тела имеет гравитационную причину. Возможно, что потеря массы нуклонами ядра имеет другую причину, и не имеет никакого отношения к «энергии связи». Понятие «энергия связи», которое применяется к пониманию дефекта массы ядра атома, имеет чисто формальный подход, не имеющий физической основы. Для того чтобы понимать причину дефекта суммы масс ядра атома, следует понимать структурную и физическую сущность нуклонов ядра, с учётом той среды, в которой происходит взаимодействие нуклонов. Более естественным будет предположить суть дефекта суммы масс нуклонов ядра атома, если связь между нуклонами отнести к зарядовым свойствам нуклонов. Если считать, что нейтрон это вращающийся вокруг своего центра масс диполь, несущий в себе положительный и отрицательный заряды, то становится понятным его переменное зарядовое взаимодействие с протоном. И этим можно обосновать «энергию связи» нуклонов ядра, не имеющую отношении к пониманию дефекта суммы масс нуклонов ядра атома.

Что касается дефекта суммы масс, то с точки зрения гипотезы, причина такого явления заключается в том, что вращающиеся относительно друг друга нуклоны, увлекают прилегающий к ним пространственный поток, который, ускоряясь между нуклонами, увеличивает скорость их вращения. В результате увеличения скорости вращения нуклонов, происходит уменьшение плотности их массы с «разбуханием» их объёма. Это приводит к снижению плотности пространственной совокупности в границах нуклонов, следствием чего является уменьшению массы нуклонов. Такой вывод делается в связи с тем, что в соответствии с представлением гипотезы, сильно уплотнённая дискретная пространственная совокупность увеличивает массу в единице объёма. Снижение пространственного уплотнения приводит к потере массы пространством в границах нуклонов, а, следовательно, и атомным ядром вцелом. Часть «излучённого» пространства выходит за границы атомного ядра, унося собой свою массу. Но вцелом мировое пространство свою массу не теряет. В этом и видится физический смысл дефекта суммы масс нуклонов ядра атома.

В понимании дефекта суммы масс нуклонов, следует учесть и то, что нейтрон, являясь сложной частицей, состоящей из вращающихся вокруг своего центра масс частиц, также должен иметь локальный дефект суммы масс по тем же причинам, которые высказаны выше. Дефект суммы масс – это естественное состояние частиц, вращающихся вокруг своих центров масс и относительно друг друга в дискретной пространственной среде. Уточняя такой вывод, следует напомнить, что всякое материальное тело – дискретно. А это означает, что оно представляет совокупность дискретной материальной массы и материального дискретного пространства в границах тела. Материя не может появиться из ничего и бесследно исчезнуть. Во Вселенной находится определённая масса материи, которая складывается из массы материальных тел и массы дискретного пространства. И если пространство выходит за пределы тела, то оно уменьшает свою плотность и переходит в состояние совокупности пространства, несущего в себе нулевое содержание материальной массы. Не следует считать, что такое состояние пространства – это нечто ничто. Это одна из форм существования материи.

Если нуклоны ядра атома высвобождаются из ядерной совокупности, то их масса должна возрастать до естественного состояния свободных частиц, так как в этом случае происходит возрастание плотности совокупной массы частиц. Имея высокую скорость движения в пространстве, они испытывают сопротивление со стороны пространства. Результатом этого является внедрение элементарных пространств в границы движущихся тел, также увеличивая их массу. Но это увеличивает сопротивление движению микротел, что при определённых условиях может приводить к их разрушению. Таким образом, в частности, разрушается нейтрон, живущий самостоятельно не более 15-20 минут. В результате высвобождения протона и электрона из нейтронной совокупности, происходит рост их массы. Основываясь на таком понимании дискретной структуры пространства, и его взаимодействии с нуклонами ядра атома, и делается вывод о причине дефекта суммы масс ядра атома.

Любое атомное ядро, кроме атома водорода, имеет в своём составе не менее четырёх элементарных частиц: двух протонов и двух нейтронов, которые находятся в единой совокупности под действием двух сил. Одна сила – это сила притяжения, другая сила – это сила отталкивания. Эти же причины должны распространяться на любые элементарные частицы, в том числе и на взаимодействие протонов и нейтронов, составляющих ядерную совокупность атома.

Если обозначить массу протона через m_p, а скорость его вращения через V_p, то импульс протона будет выражен через Р_p=m_pV_p, а импульс нейтрона будет, соответственно, выражен через Р_n= m_nV_n. Значения указанных масс и скоростей вращения протона, и нейтрона, принимаются соответствующими состоянию этих частиц, когда они не находятся в составе ядра. Если же эти частицы находятся в единой ядерной совокупности, то в результате их взаимодействия, при противоположном направлении вращения частиц, как это показано на рисунках 23 и 24, должно происходить некоторое возрастание скорости их вращения и уменьшение их массы (закон сохранения импульса), подобно тому, как это было показано при взаимодействии электрона и позитрона (Рис.20) в момент их сближения.

Выразим значения скорости вращения частиц, находящихся в составе ядра, через V_p1 и V_n1, а значения масс, через m_p1 и m_n1. Тогда можно записать: при m_p1p и V_p1>V_p, и при m_n1n и V_n1>V_n , значения импульсов будут P_p=m_p1×V_p1 и P_n=m_n1×V_n1, что соответствует закону сохранения импульса. Рост скорости вращения нуклонов и в соответствии с этим, уменьшение их массы, и подтверждает причину рассматриваемого дефекта суммы масс.




Нейтрон




Протон

Направление движения

пространственных потоков

Рис. 24


Исходя из представленной причины появления дефекта суммы масс нуклонов, и считая, что это явление носит закономерный характер, фактор дефекта суммы масс должен проявляться не только в ядерной совокупности. Поскольку любое материальное тело, сколь малым бы оно ни было (например – электрон), дискретно, то оно состоит из более мелких частиц. Эти частицы должны вращаться вокруг своих осей, и относительно друг друга, подобно нуклонам ядра атома. Следовательно, такие частицы также должны нести в себе дефект суммы масс. И эта закономерность должна быть присуща любым структурным материальным совокупностям любого структурного уровня. Исходя из такого представления, можно предположить, что любые дискретные частицы имеют непостоянство массы. При определённых условиях, в зависимости от состояния пространства их масса должна изменяться. Под состоянием пространства понимается коэффициент уплотнения пространства, который изменяется при прямолинейном движении элементарной частицы или при её вращении вокруг своей оси. Таким образом, масса материальных образований носит относительный характер, зависимый от состояния пространства в границах тела и за его пределами. Учитывая причину образования материи, представленную гипотезой, и причину образования дефекта суммы масс нуклонов, следует, что при распаде материи материального Мира и переходе её в состояние пространственной совокупности, материальная масса пространства увеличивается.

На основании представленного определим дефект суммы масс ядра гелия, состоящего из 2 протонов и 2 нейтронов (4 протона и 2 электрона).

Два нейтрона (2 протона + 2 электрона) в свободном состоянии имеют массу: (1,6735589534×10^–27) ×2 = 3,3471179068×10^–27кг. Два протона имеют массу в свободном состоянии: (1,672648×10^–27) ×2 = 3,345296×10^–27кг. Отсюда, без учёта дефекта суммы масс нуклонов, масса ядра гелия будет: 3,3471179068×10^–27кг + 3,345296×10^–27кг = 6,6924139068×10^–27кг. Справочное значение массы ядра гелия с учётом дефекта суммы масс нуклонов составляет 6,6433×10^–27кг. Следовательно, дефект суммы масс ядра гелия будет: 6,6924×10^–27–6,6433×10^–27=0,0491×10^–27кг при справочном значении дефекта суммы масс, равного m_г=0,0507×10^–27кг. Полученный дефект суммы масс гелия отличается от справочного значения на 0,0016×10^–27кг, и это значение можно принять как дефект суммы масс нейтрона.

Таким образом, дефект суммы масс любых материальных структур, представляющих совокупность вращающихся относительно друг друга тел, носит естественный характер, а, следовательно, носит закономерный характер.


16. АТОМ ВОДОРОДА И НЕЙТРОН

Рассматривая структуру атома водорода и структуру нейтрона, обращаем внимание на то, что эти частицы построены из одних и тех же частиц. Атом водорода представляет собой протонное ядро, вокруг которого обращается электрон. Нейтрон также представляет собой сложную частицу, состоящую из электрона и протона. Это рассмотрено в главе №14 (рис. №22 и №23). В этом количественном факторе мы видим схожесть атома водорода и частицы нейтрон. Качественная (структурная) же сторона водорода и нейтрона имеет различие. Поскольку это так, то следует найти причину такого различия.

Если атом водорода представляет собой ядро, вокруг которого обращается электрон, то структура нейтрона представляет собой диполь, в котором и электрон, и протон обращаются вокруг общего центра масс, подобно планетной структуре Земля-Луна. Такое структурное состояние рассматриваемых частиц и определяет различие в их свойствах.

Таким образом, можно прийти к обобщающему выводу о том, что свойства материальных тел микромира зависят не только от количественного фактора, что видно из состава химических элементов таблицы Менделеева, но и от фактора, определяющего их структурное построение. К этому выводу можно отнести и структуры макромира.


17. ПРИЧИНЫ РАЗЛИЧИЯ ВЕЛИЧИН МАССЫ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОНОВ НА РАЗНЫХ ОРБИТАХ АТОМА

Известно, что электроны, вращающиеся вокруг ядра атома на разных орбитах, имеют различающиеся массы и скорости движения. Масса электронов возрастает по мере удаления от ядра атома, а скорость уменьшается. Как объясняет такое явление представленная гипотеза.

Рассмотрим атом, изображённый на рисунке №25. Обозначим массу, скорость и импульс электронов, движущихся по орбитам. На ближней к ядру орбите массу электрона обозначим m₁, скорость V₁, импульс P = m₁V₁, на промежуточной орбите, соответственно, – m₂ и V₂, импульс P = m₂V₂, на внешней орбите – m₃ и V₃, импульс P = m₃V₃.







Ядро



Электрон m₂

V₂ m₃

m₁ P= m₂ V₂ V₃

V₁ P= m₃ V₃

P= m₁ V₁


Рис. 25



Таким образом, в соответствии с законом сохранения импульса электронов на разных орбитах, можно записать: m₁< m₂< m₃, V₁ >V₂ >V₃, P=m₁V₁ = m₂V₂ = m₃V₃.

Физическое понимание различия массы и скорости электрона в зависимости от его нахождения на разных орбитах гипотеза объясняет следующим образом. На основании идеи, представленной гипотезой, при равномерном и прямолинейном движении материального тела в пространстве, пространство уплотняется перед движущимся телом, что приводит к сопротивлению движению тела. Прилегающее к телу уплотнённое пространство, то есть совокупность элементарных пространств, является неразрывной пространственной структурой с пространством, находящимся в границах дискретного тела. Это прилегающее к телу уплотнённое пространство создаёт эффект увеличения массы прямолинейно движущегося тела. И чем больше скорость движения тела, тем в большей степени проявляется эффект возрастания массы движущегося тела. Причём, если сравнивать тело, движущееся по прямой линии, от тела, движущегося по некоторой орбите, то нарастание массы будет тем большим, чем будет меньше кривизна пути, по которому движется тело.

Что касается атомной среды, то чем ближе электронная орбита к ядру атома, тем меньший радиус она имеет, то есть, имеет большую кривизну. Электрон, вращающийся по орбите с меньшим радиусом, испытывает меньшее сопротивление со стороны пространства, так как движется вокруг вращающегося ядра атома в одном направлении с внешним пространством. Электрон, который находится на внешней орбите, имеющей больший радиус, имеет более спрямлённый путь движения, то есть в большей мере приближается к прямолинейному движению. Поэтому он испытывает большее сопротивление со стороны пространства, чем ближний к ядру электрон. Отсюда и происходит уменьшение скорости движения электрона по мере его удаления от ядра атома, и парадоксальный рост его массы. Таким образом, ещё одно явление природы находит своё объяснение при помощи представления пространства дискретной структурой, и его влияния на события, которые происходят в природе.