О разработке принципов классической квантовой механики.

[Фёдор Менде]

Статистика Больцмана это грубый внешний антураж, скрывающий внутренние причины накопления энергии. Когда сталкиваются два атома, то атом возбуждается, и излучение энергии происходит на строго определённых резонансных частотах. Отбор энергии от внешнего облучения также происходит на этих же частотах. Поэтому полная энергия возбуждённого атома состоит не только из его кинетической энергии. Учёт этих особенностей и даст возможность построить новую классическую термодинамику, в которой такое понятие как температура потеряет смысл, а система будет рассматриваться как накопитель энергии не только за счёт кинетической энергии, связанной с массой частицы и её скоростью. Распределение энергии по отдельным резонансам это и есть классическое квантование.
И пожалуй самое главное. Та кинетическая энергия, которой обладает такой атом может быть реализована только при наличии взаимных столкновений. Только при этих условиях его кинетическая энергия может превратится в возбуждение атома с последующим излучением этой энергии в виде ЭМ волн на отдельных резонансных (квантованных) частотах. И такой процесс необратим, поскольку в замкнутой системе нет механизма, который бы превратил ЭМ излучение обратно в кинетическое движение.
Именно с такого подхода и начиналась квантовая механика, когда был введён осциллятор с квантованными уровнями энергии, а в последующем к эти уровням энергии присобачили кванты ЭМ поля.
Грубой ошибкой классической термодинамики является то, что она две ограниченные по размерам системы считает находящимися в равновесии, когда у них равны температуры. Для такого равновесия рассматриваемые системы не должны иметь поверхностей, через которые может происходить излучение ЭМ волн. Но таких систем в принципе не может быть.
На указанных позициях может быть построена классическая квантовая термодинамика, которая объяснит все существующие тепловые явления. Вполне понятным с физической точки зрения становится закон Вина, когда при увеличении температуры спектральная плотность излучения ползёт в высокочастотную область. Физически понятным становится и закон Стефана-Больцмана.
При таком подходе и постоянная Планка где-то прорежется. Но это будет означать полный крах квантовой механики в том схоластическом виде как она есть.

[AK III]

Если изучить вопрос теплового излучения, например, плазмы, то можно заметить следующее противоречие.
Частицы разной массы ,имеющие одну и ту же температуру/энергию, имеют в то же время разные скорости и ,следовательно, сталкиваются с разной частотой.
С одной стороны , температура - это кинетическая энергия, а частота - это скорость, а с другой мы имеем четкое соотношение частота=температура, а где же различия по массе частиц?
Т.е. если излучение - это только частота колебаний, то при чем здесь температура?
Столкновения протонов должно происходить с меньшей частотой, чем у электронов.

Может ли такое быть, что все излучение что мы знаем - это электронное излучение?
Ведь атомы, когда сталкиваются между собой, они сталкиваются только своими электронными оболочками.

Тогда, постоянная планка - это константа зависимости частоты от энергии только для электронов!

Для протонов должна существовать собственная константа зависимости излучения от частоты и "протонный свет" может излучаться только при ядерных реакциях!

[НВА]

Если изучить вопрос теплового излучения, например, плазмы, то можно заметить следующее противоречие.
Частицы разной массы ,имеющие одну и ту же температуру/энергию, имеют в то же время разные скорости и ,следовательно, сталкиваются с разной частотой.
С одной стороны , температура - это кинетическая энергия, а частота - это скорость, а с другой мы имеем четкое соотношение частота=температура, а где же различия по массе частиц?
Т.е. если излучение - это только частота колебаний, то при чем здесь температура?
Столкновения протонов должно происходить с меньшей частотой, чем у электронов.

Может ли такое быть, что все излучение что мы знаем - это электронное излучение?
Ведь атомы, когда сталкиваются между собой, они сталкиваются только своими электронными оболочками.

Тогда, постоянная планка - это константа зависимости частоты от энергии только для электронов!

Для протонов должна существовать собственная константа зависимости излучения от частоты и "протонный свет" может излучаться только при ядерных реакциях!

Атомы вообще не сталкиваются,  они никогда не имеют постоянной скорости, они или ускоряются или замедляются в электростатических полях друг друга. Вы правильно сказали постоянная Планка это константа зависимости энергии электрона и позитрона от частоты. Более того, то что сейчас считается
изученным квантовой механикой, излучение водорода, излучается не только электроном но и
ядром-протоном. В мире есть только две элементарные частицы это электрон и позитрон и везде в
том числе и на Земле их поровну.  Строение протона следующее: в центре находится позитрон,
на позитрон "надет" электрон, на них "надет" еще один позитрон. В нейтроне сверху еще один электрон.
такое строение нейтрона хорошо подтверждается экспериментально:
http://nuclphys.sinp.msu.ru/spargalka/024.htm

[Фёдор Менде]

Если изучить вопрос теплового излучения, например, плазмы, то можно заметить следующее противоречие.
Частицы разной массы ,имеющие одну и ту же температуру/энергию, имеют в то же время разные скорости и ,следовательно, сталкиваются с разной частотой.
С одной стороны , температура - это кинетическая энергия, а частота - это скорость, а с другой мы имеем четкое соотношение частота=температура, а где же различия по массе частиц?
Т.е. если излучение - это только частота колебаний, то при чем здесь температура?
Столкновения протонов должно происходить с меньшей частотой, чем у электронов.

Может ли такое быть, что все излучение что мы знаем - это электронное излучение?
Ведь атомы, когда сталкиваются между собой, они сталкиваются только своими электронными оболочками.

Тогда, постоянная планка - это константа зависимости частоты от энергии только для электронов!

Для протонов должна существовать собственная константа зависимости излучения от частоты и "протонный свет" может излучаться только при ядерных реакциях!

Здесь есть одна тонкость. Статистика излучения твердых тел и газов должна существенно отличаться. У газа атомы не связаны и поэтому их излучение имеет резонансный линейчатый характер. У твёрдых тел и жидкостей, наоборот, атомы сильно связаны между собой и должны иметь место коллективные колебания. Эта особенность должна приводить к тому, что для твердых тел и жидкостей спектр излучения должен быть сплошным. Однако при повышении температуры, если конечно до тех пор тело не превратиться в газ, могут возбуждаться более глубокие электронные оболочки. Что же касается плазмы, то здесь ситуация совсем другая. Электроны будут излучать только при столкновении друг с другом или с протонами. И чем выше их кинетическая энергия, тем более резкое будет торможение, кроме этого при увеличении температуры частота столкновений будет расти. Эти два фактора и будут определять плотность излучения. И получается так, что с учётом этих двух факторов плотность излучения должна зависеть от температуры квадратичным образом, если учесть только электрон-протонные столкновения. Что же дадут электрон-электронные столкновения и протон-протонные пока неясно. Но такой подход верен только для простейшего случая водородной плазмы. Для более тяжелых элементов появляется дополнительный фактор излучения за счёт внутренних резонансов.

[AK III]

Здесь есть одна тонкость. Статистика излучения твердых тел и газов должна существенно отличаться. У газа атомы не связаны и поэтому их излучение имеет резонансный линейчатый характер. У твёрдых тел и жидкостей, наоборот, атомы сильно связаны между собой и должны иметь место коллективные колебания. Эта особенность должна приводить к тому, что для твердых тел и жидкостей спектр излучения должен быть сплошным. Однако при повышении температуры, если конечно до тех пор тело не превратиться в газ, могут возбуждаться более глубокие электронные оболочки. Что же касается плазмы, то здесь ситуация совсем другая. Электроны будут излучать только при столкновении друг с другом или с протонами. И чем выше их кинетическая энергия, тем более резкое будет торможение, кроме этого при увеличении температуры частота столкновений будет расти. Эти два фактора и будут определять плотность излучения. И получается так, что с учётом этих двух факторов плотность излучения должна зависеть от температуры квадратичным образом, если учесть только электрон-протонные столкновения. Что же дадут электрон-электронные столкновения и протон-протонные пока неясно. Но такой подход верен только для простейшего случая водородной плазмы. Для более тяжелых элементов появляется дополнительный фактор излучения за счёт внутренних резонансов.

Только вот одно: электроны имеют противоположный знак и поэтому можно говорить об электрон-электронных столкновениях - один электрон может затормозить в поле другого.
Но можно ли говорить об электрон -протонных столкновениях?
Ни протон ни электрон не способны затормозить один другого и поэтому электрон-протонных столкновений может и не быть (они могут быть прозрачны один для другого)
А вот у протон-протонных столкновений может быть интересные особенности.

[Фёдор Менде]

Только вот одно: электроны имеют противоположный знак и поэтому можно говорить об электрон-электронных столкновениях - один электрон может затормозить в поле другого.
Но можно ли говорить об электрон -протонных столкновениях?
Ни протон ни электрон не способны затормозить один другого и поэтому электрон-протонных столкновений может и не быть (они могут быть прозрачны один для другого)
А вот у протон-протонных столкновений может быть интересные особенности.

Электрон и протон притягиваются и поэтому при сближении электрон ускоряется, что тоже должно приводить к излучению. Но если энергия электрона больше работы выхода, то такой электрон протоном захвачен не будет, а только изменит свою траекторию и при удалении от протона будет иметь отрицательное ускорения. Этот двойной акт, сначала ускорение, а потом замедление и приведет к тому, что электрон начнёт излучать, а следовательно терять свою энергию.

[AK III]

Электрон и протон притягиваются и поэтому при сближении электрон ускоряется, что тоже должно приводить к излучению. Но если энергия электрона больше работы выхода, то такой электрон протоном захвачен не будет, а только изменит свою траекторию и при удалении от протона будет иметь отрицательное ускорения. Этот двойной акт, сначала ускорение, а потом замедление и приведет к тому, что электрон начнёт излучать, а следовательно терять свою энергию.

Да, но всю "колебательную работу" сделает электрон и следовательно именно электрон и будет излучать, а не протон.

[Фёдор Менде]

Да, но всю "колебательную работу" сделает электрон и следовательно именно электрон и будет излучать, а не протон.

Именно так. Но в данном случае не будет тех резонансных частот, которые присущи связанному электрону. Резонансы возникают только когда электрон попадает в клетку, которой для него является атом. Так точно ЭМ волна попадая в клетку, в объёмный резонатор, даёт резонансы.

[Фёдор Менде]

Мисюченко, Цаплин, Кулигин, Лехман, почему не видно Вас на этой ветке?

[Фёдор Менде]

Мисюченко, Цаплин, Кулигин, Лехман, почему не видно Вас на этой ветке?

Вот видите, AK III, молчат! Вся надежда по разработке принципов квантовой классической электродинамики на Вас.
Все эти фотоны начинались с квантового осциллятора с эквидистантными уровнями энергии. Но в реальных системах частоты не эквидистантны, хотя на очень высоких частотах для объёмного резонатора это приблизительно так.

[AK III]

Тут хорощо бы понять - как вообще нагретый газ может излучать?
Ведь частицы не дребезжат подобно колоколу после каждого удара, они не совершают периодичных колебательных движений (их траектории случайны и хаотичны), никакого резонанса нет и в помине и тем не менее считается что любое тело излучает в соответствии со своей температурой.

КАК оно излучает?

Вот например такой факт: "Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой"
И на высоте 40км и на высоте 55 км температура одинакова, но плотность газа различна и излучаемая энергия не может быть одинакова.
Да и частицы там сталкиваются довольно редко - не так как на поверхности.
И тем не менее частота излучения и у поверхности моря (зимой) и на высоте в 50 км - одинакова !?
А ведь излучения газа - это практически излучение абсолютно черного тела.

Где же тот самый закон Больцмана, который утверждает, что мощность излучения пропорциональна 4й степени температуры?

Что-то я все больше начинаю замечать примеров его нарушения...

[Фёдор Менде]

Тут хорощо бы понять - как вообще нагретый газ может излучать?
Ведь частицы не дребезжат подобно колоколу после каждого удара, они не совершают периодичных колебательных движений (их траектории случайны и хаотичны), никакого резонанса нет и в помине и тем не менее считается что любое тело излучает в соответствии со своей температурой.

КАК оно излучает?

Вот например такой факт: "Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой"
И на высоте 40км и на высоте 55 км температура одинакова, но плотность газа различна и излучаемая энергия не может быть одинакова.
Да и частицы там сталкиваются довольно редко - не так как на поверхности.
И тем не менее частота излучения и у поверхности моря (зимой) и на высоте в 50 км - одинакова !?
А ведь излучения газа - это практически излучение абсолютно черного тела.

Где же тот самый закон Больцмана, который утверждает, что мощность излучения пропорциональна 4й степени температуры?

Что-то я все больше начинаю замечать примеров его нарушения...

Во-первых, как и почему излучают атомы в разогретом газе. Атом имеет собственные резонансные частоты и при взаимном столкновении эти частоты возбуждаются ударным способом. Чем больше температура, тем чаще происходят столкновения и тем более высокие резонансные частоты возбуждаются, т.к. увеличивается торможение при столкновениях. Но спектр излучения при этом всегда линейчатый и такой газ не может быть абсолютно чёрным телом, поскольку при его облучении не все частоты сплошного спектра поглощаются. Поэтому на такие системы закон Стефана-Больцмана не распространяется. Вот я и предлагаю заняться именно такими системами и создать для них квантовую классическую статистику.

[AK III]

Во-первых, как и почему излучают атомы в разогретом газе. Атом имеет собственные резонансные частоты и при взаимном столкновении эти частоты возбуждаются ударным способом. Чем больше температура, тем чаще происходят столкновения и тем более высокие резонансные частоты возбуждаются, т.к. увеличивается торможение при столкновениях. Но спектр излучения при этом всегда линейчатый и такой газ не может быть абсолютно чёрным телом, поскольку при его облучении не все частоты сплошного спектра поглощаются. Поэтому на такие системы закон Стефана-Больцмана не распространяется. Вот я и предлагаю заняться именно такими системами и создать для них квантовую классическую статистику.

Т.е. все же "дребезжит как колокол"?
А одинокий протон?
И электрон?
У них ведь нет никаких уровней, значит, и излучать ,в нагретом виде, они не станут?

[Фёдор Менде]

Т.е. все же "дребезжит как колокол"?
А одинокий протон?
И электрон?
У них ведь нет никаких уровней, значит, и излучать ,в нагретом виде, они не станут?

Нет, излучать они тоже будут, но только за счёт торможения и ускорения. Но это уже другой вопрос, сначала нужно разобраться с атомами.

[AK III]

Нет, если бы все излучение происходило благодаря ,возбужденным ударами, атомам, то теплового излучения (непрерывных спектров) не существовало бы.
Ведь атомы излучают только линейчатые спектры (т.е. могут колебаться только на строго ограниченном наборе частот) и в результате, излучение нагретого тела представляло бы собой исключительно набор полос входящих в газ химических элементов.

[Фёдор Менде]

Нет, если бы все излучение происходило благодаря ,возбужденным ударами, атомам, то теплового излучения (непрерывных спектров) не существовало бы.
Ведь атомы излучают только линейчатые спектры (т.е. могут колебаться только на строго ограниченном наборе частот) и в результате, излучение нагретого тела представляло бы собой исключительно набор полос входящих в газ химических элементов.

В этом Вы не правы. Только атомы свободно летающие в пространстве, и время от времени сталкивающиеся с другими атомами будут за счёт ударного возбуждения излучать линейные спектры.Если же атомы расположены близко друг от друга в твёрдом теле или в жидкости, и сильно связаны, то их внешние электронные оболочки уже не могут колебаться так, как это имеет место в газообразном состоянии. Здесь возможны только коллективные колебания, спектр которых почти непрерывен. В этом случае и работает закон Стефана-Больцмана, в то время как для газа он неприменим. И наша задача заключается в том, чтобы построить статистику для систем с линейчатым спектром.