ОБ ОТНОШЕНИИ ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА К
ЕГО МАССЕ
И СООТВЕТСТВЕННО ПРОТОНА
Фёдоров
В.В., Пономарёв Д.А., Бондаренко Т.В.
18 апреля 2015 г.
Электроны, протоны и нейтроны в
общем случае являются составляющими элементарными частицами трёхмерных
статико-динамических структур атомов стабильных химических элементов, а поэтому
вопросы о соотношении характеристик стационарных гравитационного и
электростатического взаимодействий между
двумя электронами, двумя протонами
и в электрон – протонной паре следует считать наиболее значимыми в теоретическом
естествознании микромира.
В классике считают, что эти
вопросы уже давно решены нашими предшественниками, а данные о величинах массы и
заряда электрона и протона (масса покоя электрона 
= 9,109534 ∙10–31
кг, масса покоя протона 
= 1,6726485 ∙10–27
кг, заряд электрона (абс. величина) e = 1,6021892 ∙10–19 Кл [1]) считают
достоверными. Однако заметим, что перечисленные
характеристики этих элементарных частиц никто и никогда не измерял и не
измеряет, а поэтому эти величины являются зеркальным отражением
спекулятивного пути развития классического теоретического естествознания. Это
подтверждается следующим.
Из приведённых выше данных
следует отношение заряда электрона к его массе:
е/ = 1,75788047∙
[Кл/кг]. 
Руководствуясь классическими
записями законов Ньютона и Кулона (
= G
/
и 
= ee/(4
), где G = 6,672∙
[Н∙м2∙кг-2], а 
= 8,85418782∙
[Кл2∙Н-1∙м-2], находим отношение величин
сил Кулона и Ньютона для двух электронов, двух протонов и электрон – протонной
пары, а именно:
/ = 4,167 ∙
(для
электронов), 
/ = 1,236 ∙
(для
протонов), 
/ = 2,269 ∙
(для электрон –
протонной пары). 
Результаты (2) – (4) не требуют
пояснений, а однозначно заявляют, что с такими законами и величинами отношений
классических характеристик этих первичных природных стационарных взаимодействий
не может быть даже и попытки создания теоретически обоснованных трёхмерных
статико-динамических моделей атомов стабильных химических элементов.
Если масса и расстояние являются
базисными понятиями в теории гравитации, то установление законов в этой теории
вряд ли возможно без использования единиц их измерения, которые принимаются по договорённости исследователей между собой без
ссылки на какую-либо закономерность. В электростатике базисными понятиями
являются заряд и расстояние, единицы измерений которых также произвольны. Но
сразу отметим, что эти разделы естествознания в какой-то степени объединены
между собой не только совпадением одного из базисных понятий (расстояние), но и
центральностью этих видов взаимодействий. Однако заметим, что на этом перечень объединяющих
признаков этих первичных природных взаимодействий, пожалуй, и ограничивается, а
возникает необходимость отметить и основные различия, которые принципиально
влияют на выбор единиц (эталонов) измерения величины заряда электрона и его
массы.
Действительно, экспериментально
подтверждено, что на однородном заряженном проводнике, например, в виде шара
заряды всегда равномерно распределяются только по его поверхности, но их количество не поддаётся
непосредственному определению. Это принципиально, а поскольку мы в рассматриваемом примере умеем
неизвестное количество зарядов всего лишь делить пополам (это исходит ещё
от Кулона), то это и создаёт непреодолимые трудности для определения какого-то
количества элементарных зарядов в качестве эталона. Это с одной стороны, а с
другой, если носителями элементарных зарядов являются электроны и протоны,
которые входят в состав атомов всех химических элементов, то в этом случае в качестве единиц измерения массы и заряда,
на взгляд авторов, будет целесообразно считать
массу и заряд электрона. Само признание атома в качестве первичной
структуры материи уже требует внесения принципиальных уточнений в перечне
базисных понятий и их единиц измерения. Более того, целесообразность также
продиктована и постоянно возрастающими требованиями современной человеческой практики к
теоретическому естествознанию. (Сегодня экспериментатор шагает впереди
теоретика, а должно быть наоборот.)
Несомненно, необходимость
изменения самого перечня базисных понятий очевидна из следующего примера.
Спекулятивность законов Ньютона и
Кулона очевидна, так как в записи каждого из них присутствует не
только произведение аддитивного базисного понятия, но и соответствующая
подгоночная постоянная.
Если руководствоваться авторскими
законами гравитации и электростатики для двух материальных точек или точечных
зарядов (
, 
и 
, 
– величина
первого и второго векторного потенциала соответственно, а 
и 
– значение
квадрата первого векторного потенциала, которое по функциональной зависимости
от расстояния совпадает с ньютоновской силой), то
очевидно, что авторские динамические характеристики этих взаимодействий очень
существенно отличаются от классических не только по величине, но и по смыслу.
Эта существенность, например, для электронной пары по величине ускорений
(вторых потенциалов) такова:
где r – расстояние между центрами электронов, а 
и 
– величины
вторых кулоновского и ньютоновского потенциалов взаимодействия.
Функциональные результаты (5) и (6)
подчёркивают принципиальное различие классических и авторских динамических
характеристик в электронной паре.
Возможно и ещё одно сравнение, а
именно классических законов с авторскими:
где е, m,
и G – заряд, масса электрона,
электрическая и гравитационная постоянная соответственно.
Результаты (7) и (8), принимая во
внимание их величины, являются неопровержимыми подтверждениями несостоятельности
законов Ньютона и Кулона, которые олицетворяют трёхсотлетнюю эпоху
спекулятивного пути развития всего теоретического естествознания. В современных
килограммах, кулонах, метрах, секундах (длительностях чего-то), да и во всём
наборе классических “фундаментальных” постоянных теоретическое естествознание
так называемого микромира вообще не нуждается. Всё это находит непосредственное
подтверждение в бессмысленных попытках классиков создать теоретически
обоснованную трёхмерную статико-динамическую модель атома стабильного
химического элемента в общем случае из нейтронов, протонов (ядро атома) и
электронов (электронная конфигурация). Более того, несовместимость размерностей
в отношениях (7) и (8) подчёркивает несостоятельность законов Ньютона и Кулона,
а численное значение (1) указывает на отсутствие его экспериментального
подтверждения.
Например, опыты Дж.Дж. Томсона по определению количественного отношения
заряда к массе катодных лучей нельзя воспринимать в качестве достоверных,
так как используемые им методики экспериментов и способ обработки результатов
наблюдений не поддаются уразумению.
Действительно, “для измерения
отношения заряда к массе катодных частичек он применил два метода. Первый
заключался в измерении заряда и кинетической энергии, переносимых катодными
лучами за один и тот же промежуток времени. Для измерения электрического заряда
пучок катодных лучей направлялся в фарадеев цилиндр (полый металлический
цилиндр, имеющий небольшое отверстие в одном из оснований и соединённый с электрометром).
Кинетическая энергия пучка катодных лучей определялась по измерению температуры
внутри фарадеева цилиндра с помощью помещённого туда
термоэлемента, который нагревался при попадании в него этих лучей. Измеряя
далее отклонение этого пучка лучей в магнитном поле, имеющем направление,
перпендикулярное лучу, Томсон и определил отношение заряда к массе:
где 
– кинетическая
энергия частиц, Q – их заряд, r – радиус кривизны траектории, описываемой пучком лучей
в магнитном поле, H – напряжённость
магнитного поля.
Другой метод, который использовал
Томсон для определения отношения e/m, был основан на одновременном действии электрического
и магнитного полей на пучок катодных лучей. Томсон воздействовал на такой пучок
электрическим и магнитным полем, направленными взаимно перпендикулярно и
перпендикулярно пучку. Подбирая величину электрического поля E так, чтобы действие его
компенсировалось действием магнитного поля H, и измеряя затем отклонение этого пучка при наличии
только одного магнитного поля той же напряжённости, Томсон получил, что
где r – опять-таки радиус кривизны траектории пучка в
магнитном поле” [2].
Если в этих экспериментах
используется “пучок катодных лучей”, то это означает, что величины правых
частей теоретических определений (9) и (10) заимствованы из феноменологической
теории электромагнитного поля (электрические и магнитные поля создаются
макроскопическими зарядами Q и токами I = Q/t, где t – обыденное время (или математическое время)). В этом
случае ожидать чего-то позитивного для теоретического естествознания микромира
от таких способов обработки результатов экспериментов при определении отношения
e/m вообще не следует.
Сразу отметим, что возведение
понятия силы тока в ранг базисных (основных) единиц СИ является трагическим
событием международного научного сообщества, так как базисные понятия теоретического естествознания в принципе не могут
истолковываться посредством друг друга или других. Для гравитационной теории
достаточно двух базисных понятий (массы и расстояния), а гравитационному
взаимодействию в системе противопоставляется криволинейное движение (центробежный эффект). В электродинамике
указанный перечень базисных понятий гравитации пополняется ещё и зарядом,
причём электростатическому взаимодействию противопоставляется не центробежный эффект, а сопровождающий
движение, например, электрона в системе двух заряженных частиц, пондеромоторный эффект с возникающей перпендикулярно к
движению характеристикой.
Руководствуясь перечнем основных
(базисных) понятий системы СИ, размерности правых частей отношений (9) и (10)
запишем в виде [кг ∙м2 ∙с3/А3] или [кг ∙м2/Кл3], которые явно свидетельствуют о том, что в
электродинамике масса, расстояние и заряд являются базисными понятиями.
Следовательно, теоретическое обоснование каждого из указанных отношений
нуждается или в принципиальном пояснении, или в признании каждого тривиальным
заблуждением.
Формально (без векторных величин)
согласование классических отношений (9) и (10) требует выполнения следующего
весьма оригинального условия, а именно:
откуда
где 
– кинетическая
энергия электронов в пучке, Q = nе – общий заряд электронов в пучке. (Электроны в пучке, видимо, потеряли всякую
способность взаимодействовать между собой, то есть величины характеристик
кулоновского отталкивания и гравитационного притяжения для двух электронов
пучка, опровергая (2), равны между собой.)
Действительно, последнее (условие
(12)) запишем в таком виде:
где 
– квадрат
скорости движения электрона по окружности радиуса r (радиус
кривизны в точке траектории движения электрона), E – классическая
величина напряжённости внешнего (отклоняющего) электрического поля, а g – величина центробежного
ускорения электрона.
Необходимо здесь же отметить, что
формально из (13), записанного в виде 
, следует проблематичное (если не назвать его
трагической ошибкой в классической попытке теоретического обоснования
масс-спектроскопии)
Более того, запись выражения
Томсона (10) не выдерживает элементарной критики, так как в классике 
, 
и 
– векторные
величины, а поэтому оно должно быть записано в таком виде:
так как 
(направление изменяется по
отношению к отклоняющему электрическому полю напряжённости ). (Без авторских комментариев.)
Несомненно, скорость материальной частицы – векторная величина, а потому следствие (14) из условия (12)
ошибочно, так как классическому
определению напряжённости электрического поля ошибочно присвоен статус
векторной величины (функция от
скалярного квадрата векторного аргумента не может быть векторной).
Следовательно, эта ошибка вообще
именуется математическим ляпсусом.
Итак, отношение e/m для электрона в принципе не может быть результатом
таких динамических экспериментов, теоретическое обоснование методик которых
базируется на каких-либо законах взаимодействия масс и зарядов. Современное
утверждение [1]: “Масс-спектроскопия до
сих пор – один из основных методов
получения информации о массах ядер и атомов. Вариации изотопного состава элементов могут быть определены с относительной
погрешностью 10–2 %, а
массы ядер c относительной
погрешностью 10–5 % для лёгких и 10–4 % для тяжёлых элементов”, – является
преувеличением по недоразумению.
Действительно, если основным
достижением масс-спектроскопии (масс-спектрометрии, масс-спектрального анализа) является подтверждение, например, масс
атомов стабильных химических элементов из современной (менделеевской)
систематики под вымышленный периодический закон, то только уже из этого
неизбежно следует: Ошибка Менделеева не может быть устранена ошибочной
проверкой. (Качество первого всегда соответствует качеству второго, а другого
варианта просто не существует.)
Современную масс-спектроскопию не следует считать даже качественным
методом получения информации о массах ядер и атомов стабильных химических
элементов. Напыщенность подобных утверждений только вредит теоретическому
естествознанию микромира.
Несомненно, электрон, протон и
нейтрон – материальные частицы, две первые имеют массу и заряд, а нейтрон –
только массу. Этим перечнем элементарных частиц в общем случае и определяется
современный состав трёхмерных статико-динамических атомных структур химических
элементов, которые существуют реально. Более того, сама возможность
существования их в качестве первичной самостоятельной структуры материи не
может быть обоснована как с использованием ошибочных законов Ньютона и Кулона,
так и закономерностей теории вероятностей (законов квантовой механики). Вопрос
об отношении e/m и других науке
ещё предстоит решить, а первым шагом к его решению является разработка всесторонне обоснованных теорий
состава и строения атомов стабильных химических элементов и молекул бинарных
химических соединений. Только за решением этих задач и появляется
возможность установления интересующих науку и практику отношений, а фундаментом
для этого уже являются изменения свойств индивидуальных веществ, которые
зависят от вида и характеристики внешних воздействий на атомную структуру.
Задача не из лёгких для любого современного научного коллектива, но необходимо
признать, что только от решения этой задачи и зависит весь технологический
прогресс.
Литература
1. Физический
энциклопедический словарь. М., “Советская энциклопедия”, 1983.
2. Б.И. Спасский, История физики, ч. II. М., “Высшая школа”, 1977.
С уважением, авторы.
P.S.
С реакцией на данное сообщение можно
познакомиться на следующих научных форумах:
«Гипотезы
неофициальной физики»
«Физика
альтернативная» на SciTecLibrary
«Физика/Дискуссионные темы» на dxdy.ru
вернуть к: Основы физики
Свои комментарии Вы можете отправить: