Отражение, поляризация и дифракция фотонов (стр. 5 )

Таким образом, произвольная замена величины на величину , наличие лишь одной точки пересечения окружностей (9) и (10) в зоне экрана, а также отсутствие в формуле (5) минуса, лишают нас права использовать её для интерпретации результата эксперимента, согласно которой дифракционные картины за проволокой – следствие сложения волн света.

Однако, хорошая сходимость экспериментальных результатов с расчетами по формуле (8) лишает нас права отрицать связь её с реально описываемым явлением. Следовательно, формула (8) должна иметь другой математический вывод. Найти его – наша следующая задача. Для этого преобразуем формулу (8) следующим образом

. (15)

Из этой формулы следует, что и , а также и - катеты подобных прямоугольных треугольников (рис. 16).

Рис. 16. Схема к анализу эксперимента Френеля

Схема на рис. 16 показывает, что при постоянных значениях и угол постоянен. Это значит, что числитель и знаменатель в формуле (15) изменяются пропорционально так, что их отношение остаётся постоянным (рис. 17).

Рис. 17. Схема к анализу закономерности изменения правой части формулы (15)

Таким образом, числитель и знаменатель формулы (15) изменяются так, что их отношение остаётся постоянным для всех тёмных каёмок дифракционной картины за проволокой. Величины показывают место расположения каёмки на экране NN’ (рис. 17). Таким образом, формулы (7) и (8) Френеля не имеют никакого отношения к волновому распространению света. Они следуют из описанного процесса взаимодействия спинов фотонов, как частиц.

В табл. 2 представлены результаты эксперимента Френеля и дан расчёт тангенса угла , по величине которого можно судить о небольшой величине угла, под которым фотоны, коснувшись края проволоки, движутся к экрану.

Таблица 2. Результаты экспериментов Френеля

Величина b, м	Порядок каёмки	Формулы для расчета
0,592	2-й		0,000845
0,592	3-й		0,000845
1,996	2-й		0,000250
3,633	1-й		0,000138

Таким образом, формула (8) Френеля следует из прямоугольного треугольника (рис. 16), который образуется пересекающимися траекториями движения фотонов между препятствием, формирующим дифракционную картину, и экраном.

Поскольку угол в формуле (15) очень маленький, то при выводе формул можно использовать две тригонометрические функции и , поэтому надо знать пределы изменения этого угла, при которых допустима такая замена (табл. 3).

Таблица 3. Значения углов и тригонометрических функций

Угол
0,0	0,0000	0,0000	0,0000
1,0	0,0175	0,0175	0,0000
2,0	0,0349	0,0349	0,0000
3,0	0,0524	0,0523	0,0001
4,0	0,0699	0,0698	0,0001
5,0	0,0875	0,0872	0,0003

Сравнивая таблицы 2 и 3, видим, что самый большой угол в экспериментах (табл. 2) меньше . Следовательно (табл. 3), имеется возможность использовать вместо - функцию . Необходимость использования гипотенузы прямоугольного треугольника вместо его катетов может возникать при экспериментальных исследованиях. Тогда формуле (15) будут соответствовать схемы, показанные на (рис. 16 и 17).

Представление о волновой природе света сформировались не только на основании опытов Френеля, но и - Юнга. Самым знаменитым из них является опыт по интерференции света за двумя щелями (рис. 18). Свет проходит через щели А и В и на экране NN’ формируется, как считалось, интерференционная картина. Юнг установил, что расстояния между светлыми полосами рассчитываются по формуле [6]

. (16)

Аналогичная величина в опыте Френеля с учетом формулы (8) определится так

(17)

Рис. 18. Схема эксперимента Юнга с двумя щелями

В опыте Френеля , поэтому и формула (17) принимает вид формулы Юнга (16). Если величину измерять от оси симметрии (рис. 17, 18), то [6]

. (18)

Форм) отличается от формулы Юнга (16) для расчета дифракционной картины за двумя щелями (рис. 18) значением коэффициента . Френель измерял расстояния, как он писал, между темными каёмками с учетом центра картины [4]. Юнг измерял просто расстояния между светлыми каёмками, начиная от центральной светлой полосы. Поскольку явление, формирующее дифракционные картины в обоих случаях одно и тоже, то формула для их расчёта получается одна. Так как в центре картины светлая полоса (рис. 12, 13, 19), то коэффициент в формуле (16) Юнга принимает значения , а в формуле (8) Френеля - значения [4], [6].

Юнг установил, что количество интерференционных полос увеличивается с увеличением расстояния от щелей до экрана (рис. 19). Такая закономерность объясняется увеличением количества пересечений траекторий фотонов по мере удаления их от источников поляризации, то есть - от кромок щелей (рис. 19).

а)

b)

c)

Рис. 19. Схема формирования интерференционных полос за двумя щелями при разном расстоянии до экрана

А теперь обратим внимание на то, что увеличение освещённости в точке О (рис. 18) – следствие в неё фотонов из двух щелей А и В, а не следствие сложения волн. Поэтому для характеристики распределения фотонов за двумя отверстиями или щелями (рис. 18, 19) нет никакой необходимости вводить дополнительное понятие «интенференция», так как увеличение освещённости в точке О (рис. 18) или за двумя щелями (рис. 19) формируется одним и тем же явлением – потоком фотонов, отразившихся от кромок щелей. Так что все рассмотренные нами картины – результат дифракции фотонов, но не сложения волн света.

Мы привели качественное и, частично, количественное объяснение корпускулярных свойств света при взаимодействии спинов фотонов, проходящих через отверстия и отраженных от кромок проволоки и щелей. Этого достаточно для доказательства формирования дифракционных картин потоками фотонов, спины которых взаимодействуют при пересечении траекторий их движения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Конечно, чтение изложенной научной информации требует особого внимания и сосредоточенности. Если это условие выполняется, то читатель получает убедительные доказательства связи выявленной модели фотона с реальностью. Без неё невозможно получить описанную интерпретацию результатов экспериментов по отражению, поляризации и дифракции света.

Литература

1. Канарёв физхимии микромира. Монография. 9-е издание. 1000 с.

http://kubagro. ru/science/prof. php? kanarev

2. Канарёв основы физхимии нанотехнологий. 3-е издание. 755 с.

http://kubagro. ru/science/prof. php? kanarev

3. Канарёв научного поиска и его результаты. 4-е издание. 523 с.

http://kubagro. ru/science/prof. php? kanarev

4. збранные труды по оптике. М. Государственное изд. Технико–теоретической литературы. 1955. 600с.

5. , Зеленский лекций по теоретической механике. Краснодар, 2007. 360 с.

6. Мэрион Дж. Б. Физика и физический мир. «Мир». Москва. 1975. 623 с.