О физической природе техногенных излучений

О ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ ТЕХНОГЕННЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

© , 2004

Костромской государственный университет
Улица 1 Мая, 14, Кострома, Россия
E-mail: *****@; *****@***

В предыдущих публикациях логически выведена возможность рассматривать свет как периодическую последовательность возбуждений физического вакуума. Как следствие такого подхода в данной статье разъясняется различие между тепловым и техногенным излучением.

A logical conclusion of the possibility to regard light as a period sequence of physical vacuum excitements was given in the article before. As a consequence of such approach the differences between thermal and technogene radiation are explained here.

Введение

Статья является фрагментом более общей работы автора по формированию новых теоретических представлений о физической природе света. Основные особенности развиваемой модели, опубликованные ранее, кратко перечислены в статье “Волновые и корпускулярные свойства света”, представленной в настоящем сборнике. В данной статье высказаны краткие замечания о физической природе радиоизлучения и лазерного излучения.

О физической природе радиоизлучения

Развиваемые нами представления о физической природе света до сих пор были связаны с естественным, или тепловым излучением. Согласно общепринятым представлениям, естественный свет (тепловое излучение) и радиоизлучение, – тождественные понятия, различающиеся лишь количественными параметрами, – частотой и длиной волны.

С нашей точки зрения такое тождество физически некорректно. Естественный свет излучается атомом или молекулой, а радиоизлучение – искусственной конструкцией – антенной. Металл антенны содержит электроны проводимости. Вынужденное излучение в виде естественных (тепловых) фотонов производят движущиеся с ускорением электроны тех или иных частей антенны, меняющие характер ускорения с частотой колебательного контура. Пространственно разделенные части антенны испускают фотоны в определенные моменты периода колебаний, в результате чего радиоволна в целом должна иметь форму спирали, компонентами которой являются фотоны. Частота излучаемой радиоволны не должна совпадать с частотой излучаемых фотонов.

Следует учесть, что тепловые фотоны – не точечные частицы, а также спиральные структуры из своих составляющих, которые названы нами парами фотов. Фотоны имеют пространственную протяженность, поэтому спираль радиоволны состоит не из точечных, а из протяженных элементов. Строго говоря, спиральную структуру имеет не радиоволна в целом, а точки протяженных элементов – фотонов, имеющие одинаковую фазу. В данном случае одинаковой фазой следует считать одинаковый порядковый номер пары фотов в каждом фотоне.

Электромагнитное возбуждение фрагмента принимающей антенны происходит тогда, когда данный фрагмент антенны поглощает фотон. Фотоны попадают на каждый из фрагментов принимающей антенны с частотой радиоволны, а не с частотой несущих фотонов.

Частота несущих фотонов может не совпадать с количеством пар фотов в фотоне, как это должно быть при излучении фотона атомом в естественном состоянии. Вынуждающие условия (период колебаний контура передатчика) могут в процессе излучения обрезать фотон по длине, при этом поглощаться будет также обрезанный фотон. На качество радиоприема это никак не должно влиять, т. к. для возбуждения колебаний контура приемника существенна только та частота, с которой начинают возбуждаться отдельные фрагменты принимающей антенны. Электроны антенны могут принимать не полный фотон и отдавать энергию внутрь антенны, возбуждая в ней колебания на частоте радиоволны.

В практических расчетах участвует только частота радиоизлучения – частота колебаний контура. Передача энергии излучения в пространстве, как считается, осуществляется электромагнитными волнами. Мы считаем, что электромагнитная волна – всего лишь полезное математическое понятие, но с физической точки зрения – миф.

Спиральная структура радиоизлучения подтверждена экспериментально мексиканским физиком V. Urbina [1] в опытах с излучением сантиметрового диапазона. Сам Urbina считает, что он подтвердил спиральную структуру фотона. Исходная идея авторской интерпретации опыта понятна – общепринятое отождествление естественного и техногенного излучений. Общепринятая точка зрения, в свою очередь, подкрепляется тем фактом, что для описания и естественного света, и радиоизлучения успешно используются одинаковые математические соотношения.

По нашему убеждению, естественные фотоны, излучаемые металлом антенны – всего лишь кирпичики для построения радиоволны. Сечение радиоволны сравнимо с сечением антенны, направление излучения антенны зависит от ее формы, частота радиоволны задается параметрами колебательного контура передатчика. Приемником отдельных фотонов может быть любое поглощающее излучение вещество, но приемником радиоизлучения в целом может быть только антенна с колебательным контуром, подобным по параметрам контуру излучающей антенны. Второе условие – антенна должна быть изготовлена из материала с несвязанными носителями заряда.

Развитие нашей модели в данном направлении на начальной стадии не потребует изменения математического аппарата, используемого для практических расчетов, но может существенным образом изменить инженерное мышление, использующее достижения фундаментальной науки для технического творчества.

О физической природе лазерного излучения

Априорное убеждение в том, что имеются различия в структуре естественного и лазерного света, следует из того факта, что источники естественного и лазерного излучений принципиально различны. Тепловой фотон излучается и поглощается одиночным атомом или атомом в составе молекулы за время ~ 10–8 с (для видимого света). В одном элементарном акте излучения и поглощения участвует один фотон. Для слабых световых потоков, создаваемых естественными источниками, многофотонные процессы поглощения маловероятны.

Время излучения импульса излучения в современных лазерах – фемтосекунды. Атом не может за это время излучить фотон большой длины, т. е. с большой энергией, поэтому излучаемые лазером отдельные фотоны должны иметь небольшую энергию. Тем не менее, излучение, воспринимаемое приемником, имеет большую мощность и кванты большой энергии. Это становится возможным за счет так называемых нелинейных эффектов, имеющих в основе вполне линейные события – суммирование энергии нескольких фотонов в элементарном акте поглощения. Фотоны могут суммировать свое воздействие на связанные микрообъекты, т. к. обладают высокой степенью когерентности.

При поглощении излучения от лазеров непрерывного действия должны происходить преимущественно однофотонные процессы. Такие лазеры маломощные, и отличие их от естественных источников излучения не существенно. Накопление фотонов и их излучение происходит непрерывно, монохроматичность и когерентность обеспечиваются, но нелинейный характер при поглощении такого излучения проявляется слабо.

В последние десятилетия физическая природа света изучается экспериментально в основном с использованием лазерных источников излучения. Безусловно, это выигрышно в прикладных целях, но в то же время вносит в процесс познания, по крайней мере, два возмущающих фактора. Во-первых, отождествление техногенного (лазерного) излучения со светом в широком смысле этого слова искажает базис исходных, фундаментальных понятий. Во-вторых, интенсивное исследование лазерного излучения отодвигает на задний план изучение физической природы естественного света.

Как это ни парадоксально, но успехи в прикладных исследованиях маскируют отсутствие успехов на фундаментальных направлениях, создают иллюзию успешной научной деятельности, что в целом тормозит исследование природы физическими методами. Для нейтрализации вредного влияния прикладных успехов на процесс познания необходимо гармоничное и сбалансированное внимание к прикладным и фундаментальным проблемам.

Результаты и выводы

Высказаны замечания о различиях между естественным (тепловым) и техногенным излучением. Приведена аргументация представленной точки зрения о физической природе радиоизлучения и лазерного излучении.

Автор надеется, что эта небольшая заметка привлечет внимание физиков к изучению естественного света.

Литература

1. Urbina V. M. Photon findings / http://www.