(1) ТЕОРИЯ И
КЛАССИФИКАЦИЯ
О возможности ускоренного движения носителей заряда без излучения электромагнитных волн
Из уравнений Максвелла и закона сохранения заряда следует, что при ускоренном движении носителей заряда в виде замкнутой спирально вихревой волны плотности тока проводимости, носители заряда не излучают во внешнее пространство радиально распространяющихся электромагнитных волн. Такая возможность объясняет в рамках классической электродинамики свойство невозбуждённых электронов атома не излучать в окружающее пространство.
Ю.А. Спиричев
Yu.A. Spirichev
Дата 08.05.2003г.
Научно-информационный центр
спирально-вихревых процессов
и явлений "СПИРОН"
В соответствии с существующими в классической электродинамике представлениями движущиеся с ускорением носители заряда излучают в окружающее пространство электромагнитные волны. Это представление на ранних этапах построения теории атома послужило основной причиной отказа от модели Резерфорда, переходу к теории Бора и дальнейшему развитию квантовой теории атома. В настоящее время не существует перехода от классической электродинамике к квантовой теории и считается, что классическая электродинамика принципиально не позволяет получить этот переход. В некоторых работах [1, 2] делаются попытки получить такой переход, однако их нельзя назвать удовлетворительными. Рассмотрим случаи ускоренного движения носителей заряда.
1. Из второго уравнения Максвелла следует выражение для плотности тока проводимости:
(1)
В случае ускоренного движения носителей заряда должна существовать производная плотности тока проводимости по времени. Продифференцировав выражение (1) по времени получим:
С учётом первого уравнения Максвелла и известного векторного тождества получим волновое уравнение для напряженности электрического поля
(2)
из которого следует, что движущиеся с ускорением носители заряда излучают в пространство радиально распространяющиеся электромагнитные волны.
2. В случае непрямолинейного движения носителей заряда, должен существовать ротор плотности тока проводимости. Взяв ротор от выражения (1) получим
С учётом первого и четвёртого уравнений Максвелла, а также известного векторного тождества получим волновое уравнение для магнитной индукции
(3)
из которого следует, что при непрямолинейном движении носителей заряда, они излучают радиально распространяющиеся электромагнитные волны.
3. В работе [1] из уравнений Максвелла и закона сохранения заряда получено волновое уравнение для плотности тока проводимости описывающее волны плотности тока проводимости с замкнутой спирально-вихревой компонентой:
Для частного случая равенства нулю классической компоненты этой волны
остаётся вторая компонента в виде замкнутой спирально-вихревой волны описываемая уравнением:
(4)
Такой случай реализуется, когда волна плотности тока проводимости возбуждается в ограниченном объёме среды и классическая радиально распространяющаяся компонента волны отсутствует, при этом существует только замкнутая спирально-вихревая компонента. Носители заряда в такой волне двигаются по трёхмерным спирально-вихревым траекториям, а так как J=r×W, где W – скорость носителей заряда, то при этом существует вторая производная их скорости по времени. Подставив в уравнение (4) выражение плотности тока проводимости (1), получим следующее волновое уравнение для ротора магнитной индукции и тока смещения:
(5)
Это уравнение представляет собой описание суперпозиции замкнутой спирально-вихревой волны ротора магнитной индукции и замкнутой спирально-вихревой волны тока смещения. В соответствии с теоремой Стокса, поток ротора вектора через поверхность равен его циркуляции по замкнутому контуру, на который опирается эта поверхность, а так как векторы rot(¶tЕ), rot(rotВ) и rotrot(¶tЕ), rotrot(rotВ) ортогональны то, следовательно, “пространственные” части компонент этой электромагнитной волны, описываемой ротором от ротора векторов ¶tЕ и rotВ, определяют циркуляцию этих векторов по замкнутым спиральным контурам. Отсюда следует, что носители заряда, движущиеся в виде волн плотности тока проводимости, описываемых уравнением (4), не излучают в окружающее пространство электромагнитных волн, распространяющихся в радиальном направлении, в отличие от случаев 1 и 2 (уравнения (2) и (3)).
Примером такого случая может служить движение электронов в атоме. Так как в атоме из-за большой разницы масс и разных знаков зарядов электронов и ядра, электроны связаны с ядром, имеющим большую массу, кулоновскими силами, то атом представляет собой пример локализованного в пространстве волнового и самосогласованного движения электронов и ядра. При этом волновое движение электронов и ядра эквивалентно существованию волны плотности тока проводимости удовлетворяющей уравнению (4). При этом в соответствии с уравнением (5) электроны и ядро не будут излучать во внешнее пространство радиально распространяющиеся электромагнитные волны.
Таким образом, из уравнений Максвелла и закона сохранения заряда, т.е. классической электродинамики следует возможность ускоренного движения носителей заряда и при этом не излучать электромагнитные волны в окружающее пространство.
1. Шляпников А. По поводу современной физики. http://www.membrana.ru
2. Соловей А. Устойчивое равновесие атома без вращения электронов. http://new-idea.kulichki.net
3. Спиричев Ю.А. Спиронные волны и спироны плотности тока проводимости. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5021.html.
ТЕОРИЯ И
КЛАССИФИКАЦИЯ