Определение характеристик материальных систем (стр. 1 )

Лекция №6

Определение характеристик материальных систем

Итак, сделанное допущение, позволяет теперь рассмотреть все химические элементы, все химические соединения с позиции единого принципа. Поскольку у нас нет размерности теперь у массового числа любого химических элементов, мы можем рассчитать 3 его параметра. Такие расчеты были сделаны, составлены таблицы для всех изотопов, там выявляется огромное количество закономерностей для самих изотопов, небольшой части мы из них коснемся, но мы обратим внимание из всего этого многообразия, только на одну часть. Тех, кого будут интересовать детали, они смогут, применив постоянную тонкой структуры, составить свои таблицы, предложить другой принцип выделения каких-то частей этого целого, составить свою систему анализа.

Но вот в рамках той системы анализа, которую мы выбрали, получается ряд закономерностей. И одна из них, с моей точки зрения очень фундаментальна. Какая же это? Вот эти графики были составлены очень давно, лет 17 назад, но закономерности выявлены в результате этого, они не устарели до сих пор. Что здесь отображено? Но вот эти 3 графика, на которых много точек – это суть одно и тоже, но в разных масштабах. Это масштаб тот же, что и на центральном графике, здесь в 5 раз выше, и здесь еще вдвое выше, то есть в 10 раз против исходного. Для того чтобы выявить наиболее тонкие закономерности, которые есть среди изотопов химических элементов. Обозначение каждого из изотопов здесь принято такое же, как обычно принимается в таблицах химических элементов, т. е. есть как бы белые элементы, затем есть синие, где в основном металлические свойства проявлены, затем есть редко земельные, но и красным обозначены все радиоактивные элементы, следовательно, все это соблюдено.

Нас будет интересовать преимущественно вот этот график. Что он отображает? Как мы уже сказали, у нас есть 3 параметра: регулярный, мы к нему еще перейдем, начинающийся для атома водорода с 13, 11, естественно, он будет иным, как только добавиться нейтрон, ибо у него есть дополнительная масса, и, следовательно, по избытку этой массы и взято, что для нейтрона – 13, 13. Т. е. по избытку массы в 2, 6 массы электрона, т. е. это практически 13, 13 - 2 сотки лишних у каждого нейтрона будет. Это регулярная часть, мы к ней еще вернемся, и будем обсуждать. А вот 2 переменных – энергия управления электронными оболочками, и энергия связи, это экспериментальная величина. В этом графике будет присутствовать как 3-й компонент - это дефект массы, тоже строго формальная экспериментальная величина. Значит, одна только величина вот в этой части рассматривается, как привнесенная дополнительно расчетная величина, и регулярные части отрезаны. Т. е. рассматриваются верхушки вот этих масс, верхние их части и взаимоотношения между ними. Но взаимоотношения фундаментальные, ибо энергия управления электронными оболочками, это количество энергии, которое для данного элемента необходимо затратить, чтобы справиться с пространственной характеристикой и энергия связи, это то, что держит ядро стабильным, т. е. вот какие это энергии. Следовательно, по вот этой оси отображена энергия управления электронными оболочками, а вот это – энергия связи. И удивительная вещь, вместо плавного графика, или как рисуют, какие-то зигзаги обычно существуют на этих графиках очень сильные, не получилось ничего похожего, а получилось сразу, с первого взгляда видно, что даже не кривая, а у нее целый ряд прямолинейных участков – прямолинейный участок, поворот, прямолинейный, поворот, прямолинейный, т. е. целый ряд прямолинейных участков.

Естественно, сразу возник вопрос - а эти прямолинейности как-то совпадают с принципом вот этих химических элементов, и оказалось, что да. Вот первый слом проходит на уровне элементов, цинк, галлий, т. е. 2-х и 3-х валентные элементы, то есть где-то там, и все остальные сломы, повороты оказались точно в этих же местах. Т. е. периодика химических элементов имеет не просто какую-то зигзагообразную форму, как обычно, которую рисуют там по электронам, по величине, как мы теперь понимаем, внешней составляющей, пространственной составляющей, она действительно зигзагообразная. А вот по 2 параметрам ядерным выявляются линейные участки, т. е. в пределах какой-то протяженности от одного элемента до другого выявляются линейные участки. Вот этого не добивался никто, хотя, вообще говоря, этот результат лежит на поверхности, кто-то мог посчитать иным способом и посмотреть закономерности взаимосвязей вот этих. Ясно, нужно было допустить, что существует в ядре энергия, которая управляет электронными оболочками, т. е. пространственной сферой химического элемента, разумеется, что там могут происходить перераспределения, здесь, скажем, отображено то, что есть у элемента в спокойном состоянии, как его определила на сегодняшний день ядерная физика. Конечно, здесь могут быть какие-то другие выявиться закономерности, дополнительные, и можно будет о них говорить, но пока, то, что выявилось, оно сразу позволило связать всю последовательность химических элементов законом неуничтожимости симметрии. Оказалось, что в этом вот графике отображен этот закон.

Давайте посмотрим. Значит, начальное направление вот этой последовательности, в самом начале химических элементов, оно задается двумя элементами – водородом и гелием. И оказалось, что характеристика водорода в 37 масс электрона, которую мы только что смотрели, 37, 24 массы электрона, она, естественно, лежит на этой оси, ибо эта энергия управления электронными оболочками одним электроном всего-навсего, энергии связи нет и все. Следующий элемент такой же стабильный – это гелий, и у него есть соответствующая характеристика. И оказалось, что вот эта прямая линия уходит очень далеко, и вдоль нее затем, над ней располагаются остальные элементы, причем вот этот угол, он оказался 9º, расчетная. И первый поворот, вот в районе галлия и германия, тоже 9º градусов, т. е. на 9º градусов отличается очередной тоже 9º, и следующий поворот, вот который происходит, он 5º, затем вновь 9º, затем 4º, т. е. происходит строго закономерное изменение угла, в итоге набирается 4 раза по 9º, т. е. вот от этого исходного, ибо оси координат это наша выдумка, будем говорить, хотя она тоже имеет, поскольку закономерно к ней, значит, и тут проявится закономерность. Но исходная 9º, а конечный, вот это направление стабильных изотопов, опять стабильных, оно повернуто по отношению вот к этому под углом в 36º, это очень важный фундаментальный параметр всех систем. Дальше мы в этом убедимся, но в химических элементах он проявлен, таким образом последовательность химических элементов, начиная с водорода и заканчивая последним, висмутом, стабильным элементом 83-м, они укладываются строго вот в определенную закономерность.

Да, химические элементы здесь имеют вот такую тенденцию, они здесь меняют свои углы постепенно, но скачкообразно в пределах определенной последовательности - прямая, затем скачок, прямая – скачок и т. д. Т. е. химические элементы, вернее, ядра химических элементов по 2-м параметрам, четко прямолинейные в пределах каких-то сущностей, допустим, лантаноиды, допустим, там и т. д., затем происходит качественный скачок, проявление другого соотношения энергии управления и энергии связи и т. д.

Конечный результат – 36º, вот эта величина, ее переоценить сложно, потому что эта величина связывает закон неуничтожимости симметрии, вообще действующий во всем мире, с последовательностью всех химических элементов, т. е. это сразу говорит о том, что в нашем мире никаких случайностей нет. Возможно, кому-то удастся построить другие графики, выявить другие закономерности, но вот этот принцип подхода позволил выявить вот такую, фундамент, который здесь лежит.

Но можно было сразу сказать, конечно, и о том, что радиоактивные изотопы, идущие после висмута, т. е. элементы, которые лежат за ним следом, сразу поворачивают, как бы круче становятся, на 18º, ниже, более пологой части здесь нет. Затем там, где у нас торий и уран, сравнительно долго живущие элементы, там опять поворот, и эта последовательность по отношению вот к этой последней, предыдущей она тоже под углом 9º. Т. е. существует какой-то фундаментальный принцип, который ведет эту закономерность, раз он закономерен этот принцип, и у меня 4 раза дают 36, то я могу, конечно, найти какой-то иной принцип распределения элементов, который позволит сделать этот угол круче, и удвоить его, допустим, но все равно производное от этого принципа, это можно сделать что-то нагляднее, выявить какие-то дополнительные закономерности, но принцип останется. В пределах определенной последовательности химических элементов существует прямолинейная зависимость между параметрами, затем слом и вновь прямолинейная зависимость. Дальше возможна детализация, уточнение и т. д. И сразу принцип изменения дальнейший. Ведь, вообще говоря, дефект массы, имеющий характер, сначала он нарастает, затем снижается, и у радиоактивных изотопов, у урана он положительный, за счет чего и происходит выделение энергии при распаде урана, точно также как и при объединении водорода, идет все вот к этой центральной части.

А в этой последовательности этого не происходит, и появляются другие графики, которые позволяют оценить, как же должно все развертываться. Если мы возьмем вот эти 2 величины и все-таки вновь вернемся вот к этой определяющей характеристике, и сравним следующие параметры - энергия связи, энергия регулярная, определяющая, то ведь мы будем рассматривать и вот эти. Мы рассмотрели в целом вот эту всю величину соотношений вот этих величин, целиком, всю изменяющуюся нерегулярную, так сказать, часть. Но ведь мы можем посмотреть вот это, насколько энергия управления электронными оболочками меньше, чем определяющая характеристика, и насколько энергия связи больше, чем определяющая характеристика. Вот эти две величины, насколько эта меньше, насколько эта больше по отношению к к реперной.

И вот здесь появляются вот такие графики, причем, оказалось, что в начале последовательность химических элементов вытягивается в одну прямую, стабильные изотопы, вытягиваются в одну прямую, потом они начинают сгущаться, еще сгущаться, и, наконец, достигают, вот того, что изотопы лежат все вместе. Но как только появились радиоактивные изотопы, то соотношение меняется вот так, причем, это как для всей последовательности, так и для каждого из изотопов. Радиоактивные, затем стабильные, впереди идут радиоактивные, потому что радиоактивные есть с двух сторон от стабильных, радиоактивные – стабильные – радиоактивные, и так для каждого из элементов, для всех элементов абсолютно. Т. е. стабильные лежат до конца вот этой последовательности, а затем начинаются радиоактивные и ниже радиоактивные, а вот здесь стабильные, как предел. И, следовательно, можно допустить, вполне, что вот эта последовательность, как бы стремится сюда, ужата вот отсюда, т. е. ей пока еще не разрешили развернуться, но она будет разворачиваться. И, конечно, дальше можно, опираясь опять же на те же принципы, уже допускать, сколько будет у нас вообще химических элементов.