Электродинамический расчет фотона

Сергей Алеманов

Иногда ошибочно считается, что электромагнитные кванты тАУ это всегда микрочастицы (фотоны), но это неверно, потому что их длина волны может быть любой. Например, существуют электромагнитные кванты с длиной волны 21см, свойства которых можно исследовать с помощью обычных радиоантенн, т.е. наблюдать у них электрические и магнитные потоки индукции. Таким образом, экспериментально подтверждено, что кванты электромагнитного потока излучения, как и все электромагнитные волны, имеют полевую структуру, т.е. состоят из электрических и магнитных потоков (единица измерения электрического потока тАУ Кулон, магнитного тАУ Вебер).

Фотон тАУ это квант электромагнитного потока излучения, т.е. состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока. Дискретность энергии электромагнитных потоков излучения (квантов света) тАУ это следствие дискретности энергии электрических и магнитных потоков. В электромагнитной волне энергия электрического потока всегда равна энергии магнитного потока. Зная частоту изменения электрического потока индукции, можно найти ток электрического смещения:

I_см = 2ev,

где e тАУ квант электрического потока (квант количества электричества) 1,602В·10^тАУ19Кл, v тАУ частота.

Магнитная энергия электромагнитного кванта:

W_м = I_смФ₀/2,

где Ф₀ тАУ квант магнитного потока (квант количества магнетизма) 2,068В·10^тАУ15Вб. Согласно электродинамике, в поперечной электромагнитной волне электрическая энергия всегда равна магнитной W_э = W_м, поэтому полная энергия электромагнитного кванта равна:

W = W_э + W_м = 2W_м = I_смФ₀.

Коэффициент пропорциональности h = 2eФ₀ упрощает выражение:

W = I_смФ₀ = 2eФ₀v = hv.

Зная частоту изменения магнитного потока индукции, можно найти ЭДС:

U = 2Ф₀v.

Эффективная мощность в электромагнитном возмущении:

P = UI_см = 2Ф₀vВ·2ev = 4eФ₀v².

Протяженность поперечного возмущения равна половине длины волны, так как в поперечном возмущении разноименные области расположены поперечно, а не продольно, что является отличием поперечного возмущения от продольного. Т.е., чтобы найти энергию, надо умножить мощность на время, равное половине периода:

W = PT/2 = 4eФ₀v²/2v = 2eФ₀v = hv.

Соотношение между ЭДС и энергией:

W = 2eФ₀v = eU.

1В=1,6022В·10^тАУ19Дж, т.е. равен одному электронвольту. Таким образом, квант электромагнитного потока излучения с ЭДС в один вольт обладает энергией, равной одному электронвольту (1эВ=1,6022В·10^тАУ19Дж). Например, в фотоне с длиной электромагнитной волны 0,5В·10^тАУ6м:

ток смещения тАУ 1,921В·10^тАУ4А;

ЭДС тАУ 2,480В;

мощность тАУ 4,764В·10^тАУ4Вт;

электромагнитная энергия тАУ 3,972В·10^тАУ19Дж (в электронвольтах W=2Ф₀v=2,480эВ).

Таким образом, в электромагнитных волнах дискретны токи смещения и энергия электрических и магнитных потоков. Для их вычисления достаточно знать частоту электромагнитной волны, величину кванта электрического потока и кванта магнитного потока, либо вместо них использовать коэффициент пропорциональности h=2eФ₀=6,626В·10^тАУ34КлВ·Вб, представляющий квант электромагнитного потока излучения, его еще называют квантом действия, изменяя размерность с КлВ·Вб на ДжВ·с. То, что электродинамика позволяет рассчитывать дискретные электромагнитные волны тАУ фотоны, не является чем-то необычным, электродинамика и создана для того, чтобы объяснять и рассчитывать электромагнитные процессы. Полевое строение фотона и электродинамический расчет его свойств приведены в [1].

Алеманов С.Б. Природа электромагнитных частиц и полей.

Алеманов С.Б. Электрические вихревые несоленоидальные поля. НиТ, 2002.

Гринчик А. Квантовая модель тяготения. НиТ, 2002.

Эткин В.А. Классические основания квантовой механики. НиТ, 2001.

Носков Н.К. Свет, фотоны, скорость света, эфир и другие ВлбанальностиВ». НиТ, 1999.

Вместе с этим смотрят:

"Инкарнация" кватернионов

* Алгебры и их применение

*-Алгебры и их применение

10 способов решения квадратных уравнений

Bilet