ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС МЕЖДУ ДВУМЯ УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ В ЛОКАЛЬНО ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМАХ Куролес В.К.

Гос МКБ «Радуга» имени А.Я.Березняка


Номер: 9-1
Год: 2015
Страницы: 21-25
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

фронт волны, заряд фронта, потенциал фронта, переход между фронтами, время переходного процесса

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Получено выражение для определения времени переходного процесса между двумя устойчивыми состояниями в замкнутой системе. Система характеризуется индуктивностью L, емкостью C и активным электрическим сопротивлением R. Каждому устойчивому состоянию системы соответствует свой заряд. Переход от одного состояния к другому осуществляется во времени, которое определяется как время переходного процесса. Это время зависит от соотношения частоты повторяющихся процессов внутри системы и характеристического периода системы.

Текст научной статьи

В качестве локально замкнутой системы может рассматриваться атом, молекула, электродинамическая машина, звездная система. Общее в процессах, протекающих в этих системах, может быть определено на основании только моделей. Самой распространенной моделью является линейный осциллятор, который может рассматриваться как генератор волн. В волнах происходит временное и пространственное изменение сред, возбужденных колебаниями осциллятора с частотой . Изменение сред наблюдается в виде волновых фронтов, которых может быть множество, но в течении некоторого ограниченного времени, следует рассматривать только два единичных соседних фронта волны. Если этим фронтам приписать заряды, различающиеся численно, то можно говорить о разности потенциалов между ними и о активном и реактивном токах, возникших из-за разности потенциалов. Физически токи и определяют пространственное изменение сред, а характеристики среды: индуктивность , емкость между фронтами и сопротивление движению токов определят время изменения этой среды. Изменение сред и следует воспринимать как переход между двумя фронтами. Применительно к атому этот переход можно рассматривать как переход электронов с одной орбиты на другую. Взаимодействие между соседними фронтами волны можно оценить силой Кулона, которая определяется через заряды фронтов или через разность потенциалов. Разность потенциалов U вызывает электрический ток i или поток электронов или поток ионов, который в свою очередь определяет противо э.д.с E.. Тогда можно записать: , но где Здесь - расстояние между фронтами волн, заряды которых и Если определить соотношение индуктивности и сопротивления индуктивной постоянной времени , а произведение сопротивления и емкости емкостной постоянной времени , то в дальнейшем система будет характеризоваться этими постоянными и характеристическим периодом , а среда будет характеризоваться временем перехода между фронтами-орбитами. При этих определениях получим: (1) Из этого уравнения следует, что время переходного процесса имеет реальную величину и мнимую. Реальная часть этого времени наблюдается как расстояние между линиями поглощения или линиями излучения. Мнимая часть не наблюдаема, но это не означает ее физического отсутствия. Тогда абсолютное значение времени переходного процесса может быть определено в следующем виде: , и если учтем, что соотношение любого физического параметра и эталона этого параметра является численным его определением, то получим: , где a - эталон заряда или единичный заряд. Рассмотрим случай, при котором частота осциллятора совпадает с характеристической частотой замкнутой системы . Этот случай соответствует частотам световых волн, для которых справедливо определение времени переходного процесса следующей формулой: . У атомов максимальное число фронтов-орбит равно 7 , им будут соответствовать семь частот осциллятора, которые наблюдаются как 7 цветов, если свет пропускать через призму. Так для атома радия, орбиты которого характеризуются числами электронов 2. 8. 18. 32.18. 8. 2 , [3] а среда его характеризуется характеристическим периодом Т=4,22826725секунд[1], получим следующий ряд времен переходного процесса: , 0,18080310366С, С, , . Если вычислить такой ряд для всех атомов химических элементов, то эти ряды будут соответствовать линиям излучения К, L, M, N, … [2] Следует заметить, что время переходного процесса с орбиты на орбиту в атомах химических элементов лежит в диапазоне периодов , характерных для терраволн. Для систем, у которых осциллятор является низкочастотным, справедливо соотношение: . Для испускания голубой линии атома водорода численное значение частоты составляет [2], откуда следует, что время переходного процесса с шестой орбиты на седьмую внешнюю составит для атома радия 7,306, а для атома франция 2,597. Для частот осцилляторов рентгеновского диапазона справедливо выражение:. Для атома радия в рентгеновском диапазоне волн переход на внешних орбитах будет характеризоваться временем . При Гц , время переходного процесса составит от до . Эти времена могут фиксироваться полупроводниковыми приборами, работающими в радиодиапазоне волн, от мегагерцовых до гигагерцовых. Из приведенных расчетов следует, что время переходного процесса между орбитами пропорционально частоте при больших частотах осциллятора и обратно частоте при низких частотах осциллятора. Если энергию излучения определять величиной, обратной времени переходного процесса, то получим закон излучения в виде: (2). Из этого уравнения следует, что коэффициент между экстремальной энергией излучения и частотой осциллятора не является постоянной величиной, а определяется относительными изменениями заряда орбит, между которыми осуществляется переход электрона. Как известно[2] линейчатые спектры атомов в оптическом диапазоне волн обусловлены переходами внешнего электрона с орбиты на орбиту, а орбиты характеризуются числами электронов. В работе[1] для атомов от Li до U, определены постоянные, поэтому полученная формула позволяет рассчитывать интенсивность переходов между орбитами для любого атома. Формула справедлива также для любого диапазона частот осциллятора. В данной модели достаточно просто объясняются такие эффекты как расщепление линий в магнитных полях, если магнитное поле понимать как среду, которая возмущена переходами от одного фронта волны к другому. Модель описывает общий случай эффекта Зеемана. Объясняет излучение Черенкова именно возмущением среды, которое вызвано переходом системы из одного устойчивого состояния в другое .А.Зоммерфельд в 1904 году опубликовал работу, в которой вычислялось излучение заряда, который двигался в вакууме со скоростью большей скорости фазовой . Эта работа была забыта напрасно, поскольку в вакууме, рассматриваемом как среда, которая изменяет свои характеристики при движении зарядов, фазовая скорость волн также изменяет свое значение . Если магнитная и электрическая проницаемости этой среды увеличиваются, то фазовая скорость среды падает, Если же одна из проницаемостей уменьшится, то скорость фазовая приобретет большее значение. Проходя через диэлектрик заряды поляризуют его, что соответствует изменению заряда на фронтах волн, образованных движением зарядов. Можно говорить о том, что при движении заряда в диэлектрике происходит переход от одного фронта волны к другому. Если происходит переход от фронта с зарядами элементарными, которые характеризуются числами 1 и 2, то соотношение , но если осуществится переход между фронтами, которые характеризуются числами 8 18,то это соотношение станет равным 1,145, то есть. время переходного процесса станет менее емкостной постоянной. Если учесть, что , то можно утверждать, что при таком переходе . Предположим, что причиной перехода между двумя устойчивыми состояниями в системе происходит за счет излучения части энергии. Для элементарного атома как замкнутой системы, имеющей протон, нейтрон и электрон, можно записать уравнение движения в следующем виде (3), где -масса ядра состоящего из протона и нейтрона, расстояние между ними, -сила переводящая атом в другое устойчивое состояние, размер атома или длина орбиты движения электрона или длина токового витка. При этом полагается ,что электрон вращается по орбите, которая представляет собой ленту Мебиуса. Кажущееся пересечение ленты является точкой касания протона с нейтроном, иначе, проекция на плоскость траектории движения электрона - восьмерка. Если признать, что электрон касается и протона и нейтрона, то вращение электрона по этой орбите приводит к вращению и протона и нейтрона , одного по часовой стрелке а другого против часовой стрелки и заставляет при этом также их осциллировать. Атом совершает за половину периода движение, ортогональное рассмотренной плоскости. Данную картину можно рассматривать как излучение электрона и его поглощение в течении одного периода осцилляции. соответственно заряд поглощаемой и заряд излучаемой волн, диэлектрическая проницаемость среды излучения- поглощения, радиус электрона или перемещение атома за период вдоль оси, ортогональной рассмотренной плоскости. Выполним следующие преобразования: . Учтем также, что и , а , где омическое сопротивление движению электрона, С-емкость среды между протоном и нейтроном, . температуропроводность среды атома ,. С учетом приведенных преобразований уравнение1 можно свести к закону сохранения энергии: . Тогда закон Био-Саварра-Лапласа для мощности излучения Р запишется в виде , откуда следует: . Учтем, что для идеальной среды, которой является среда атома, справедливо соотношение : . фазовая скорость одиночной волны или скорость электрона в токовом витке. Скорость ядра определим соотношением: . Тогда получим уравнение вида: (4) . С более короткого токового витка излучаются более короткие волны, а длина токового витка пропорциональна скорости ядра . Уравнение 4 следует рассмотреть совместно с уравнением 1. Эти уравнения определяют и параметры геометрии атома и параметры движения ядра. Уравнение 3 при этом объясняет устойчивость состояний атома наличием не только электрических внутриатомных сил , но и сил гравитационных. Для устойчивых состояний эти силы уравновешиваются. При переходе в другое состояние из-за излучения изменяется баланс между этими силами и атом переходит в другое состояние. Излучение происходит при некоторой критической скорости, когда токовый виток размыкается. Как известно, электромагнитные процессы могут протекать с выделением или с поглощением тепла. Тогда следует рассмотренный выше процесс рассматривать лишь как частный случай динамического баланса между изменениями зарядов и потенциалами орбит. В общем случае справедлив баланс термо - электро -динамический . Для него справедливо следующее уравнение: Изменение внутренней энергии осциллятора в замкнутой системе в единицу времени через площадку порождает тепловой поток g имеющий температуру Т, изменяет потенциал фронта, заряды фронтов и проницаемость среды. Это уравнение можно привести к виду . Здесь S- энтропия [4]. Изменение энтропии в замкнутой системе не только изменяет тепловой поток, но и приводит к изменению электрической мощности осциллятора и к изменению зарядов орбит-фронтов волн, порождаемых осциллятором. При этом изменяется среда, окружающая рассмотренную систему с внутренним осциллятором. Можно говорить о том, что тепловая энергия осциллятора частично переходит в электромагнитную энергию среды. Возмущенную при этом среду определяют электромагнитным полем. Естественно, что при этом изменяется не только но также и среды или изменяется емкость среды и индуктивность токовых витков, заключенной между фронтами. В частном случае при электродинамическом балансе сохраняется также и тепловой баланс . Тепловой поток при этом распространяется в объеме среды по всем направлениям и уменьшается с увеличением расстояния от осциллятора. Производная по времени энтропии при этом отрицательна, что указывает на уменьшение энтропии во времени. Тем самым показано, что энтропия увеличивается во времени не во всех случаях. С некоторого времени, когда наступает электродинамический баланс среды, энтропия замкнутой системы начинает уменьшаться. Любая система окруженная средой не претендует на "тепловую смерть". О расширении Вселенной тогда можно говорить как о расширении возмущенной среды. Если энтропию рассматривать как меру беспорядка, то справедливо утверждение: во Вселенной упорядочение материи (ее синтез) протекает во времени параллельно с увеличением беспорядка( коллапсом материальных объектов).

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.