Максимальная энергия вырванных электронов зависит только от частоты, т.е. от энергии ультрафиолетового излучения.

3. Энергия (работа) выхода вырванного электрона для каждого вещества разная, т.е. зависит от вещества.

Классическая физика смогла объяснить только первую половину первого факта. Вторую половину первого факта, второй и третий факт она объяснить не могла, поэтому А.Эйнштейн придумал свою теорию, но для этого предложил два допущения, предположения, основанных на квантовой теории М.Планка.

Первое предположение: “любое электромагнитное излучение существует в форме дискретных сгустков электромагнитной энергии - квантов, т.е. фотон света отдает энергию только дискретно - порциями, квантами”.

Второе предположение: “при взаимодействии с веществом фотон ведёт себя подобно частице и передаёт свою энергию не веществу в целом и даже не атому, а только отдельному электрону”.

На этих предположениях основана нынешняя убеждённость учёных в том, что электрон “выбивается” фотоном из вещества.

Первое предположение вызывает сомнение своей неопределённостью. Во-первых, не объяснено, что такое квант, существующий “в форме дискретных сгустков”. Во-вторых, не объяснено, почему фотон должен передавать энергию порциями и каков этот механизм передачи энергии. Также совершенно не объяснено, что заставляет фотон лететь со скоростью света. Это позволяет сомневаться как в определении фотона, так и вообще в его существовании.

Второе предположение абсурдно, и вот почему: оно допускает считать атом непрочной, нестабильной системой, т. е. утверждает невозможность передачи электроном энергии, полученной от фотона, всему атому в целом и далее передачи энергии от этого атома к соседнему атому, а следовательно, передачи энергии всему веществу. Если верить этому допущению, то логично также считать, что электрон будет “выбиваться” из конкретного вещества при получении определённого количества энергии после накопления этого количества путём последовательного столкновения со многими фотонами, обладающими даже малой энергией. Тем более, что вся энергия предназначается, по утверждению Эйнштейна, только отдельному электрону и он эту энергию никому не передаёт. Тогда энергия “выбитого электрона” не зависит от энергии фотонов, а зависит только от количества фотонов, столкнувшихся с электроном, т.е. зависит от интенсивности потока фотонов – а значит, электрон может накопить необходимое количество энергии при столкновении с несколькими фотонами и только потом вырваться из вещества. Но это противоречит второму факту и, кроме того, убеждает нас в том, что электроны будут “выбиваться” из любого вещества потоком фотонов любой энергии. Но вторым предположением утверждается, что столкновение отдельного фотона с отдельным электроном возможно только один раз, т. е. исключается возможность накопления энергии электроном.

На самом деле всё обстоит иначе. Атом, по моему мнению - прочная жёсткая система с обусловленным ей набором свойств, и любое внешнее воздействие на один из компонентов атома мгновенно передаётся всему атому, а потом от атома к соседним атомам и далее всему веществу, всей пластине - именно этим объясняется наэлектризованность всей пластины, а не только того участка, который облучается световым потоком.

Кроме того, нет объяснения, почему энергия выхода электрона зависит от вещества - почему она разная для всех веществ. Ведь поверхность всех веществ, представлена, оформлена электронами, а следовательно, они должны одинаково “выбиваться”из всех веществ. Тем более, что электроны, находящиеся дальше всех от ядра атома, т.е. электроны, оформляющие поверхности тела, слабо удерживаются атомом, как утверждает традиционная физика. Это предположение ставит электрон вне связи с атомом, с его энергетическими состояниями и со свойствами вещества, которые определяются атомами.

Итак, второе предположение не обосновывается фактами, поэтому следует усомниться в правильности объяснения явления фотоэффекта электронной теорией. Будем рассуждать логически. Поскольку электроны являются частью вещества, то при удалении электронов из вещества мы будем наблюдать процесс уничтожения данного вещества, как вещества с определенными свойствами, которые определяются количеством электронов, протонов и нейтронов в атоме вещества, и будем наблюдать процесс разрушения вещества электрода, причём самым простым способом – облучением светом. Такое рассуждение логично. Поскольку поверхность цинкового электрода формируется электронами, находящимися на внешних орбитах атомов, в процессе эксперимента по истечении определённого времени можно выбить все эти электроны и ток при прежнем освещении прекратится - если бы это произошло, то была бы основательно подтверждена существующая теория фотоэффекта. Но подтверждения этому нет, кроме того, после прекращения эксперимента с отдельной изолированной пластиной она через какое-то время обязательно теряет положительный заряд и опять становится нейтральной - неужели потому, что “выбитые” электроны возвращаются на прежние места? Тогда невольно приходит мысль о почтовых голубях.

Далее, физики пишут. “Подавая на электрод “Б” повышенный отрицательный потенциал, при определенном значении его величины можно достичь полного торможения электронов - ток прекратится”. Действительно,повышениеотрицательного потенциала на электроде “Б” относительно электрода “А” равносильно снижению напряженности электрического поля в межэлектродном пространстве, а при определенной величине напряженности поля ток прекращается - это фиксируется экспериментом.

Теперь следует вернуться к эксперименту с установкой на Рис.1 и обратить внимание вот на что: если из положительного электрода “А” выбиваются электроны, наделенные отрицательным зарядом, тогда почему они потом не притягиваются этим электродом, согласно закону притяжения противоположных зарядов, а летят в сторону электрода “Б” , который должен отталкивать их от себя? Какая сила заставляет отрицательные электроны лететь в сторону отрицательного электрода “Б”, который их отталкивает? Ток в таком случае не может рождаться, но он всё же регистрируется амперметром. Тогда справедливо возникают вопросы: может, это не электроны, а другие частицы порождают ток, и эти частицы никуда не летят, а ведут себя иначе? Может быть, природа электрического тока совсем другая? Если это допустить, то следует также объяснить, как и чем будет демонстрироваться электрический ток.

Остаётся только недоумевать, как физики этим экспериментом пришли к объяснению явления фотоэффекта вылетом электронов из вещества. Исходя из проведённого анализа объяснения явления фотоэффекта, предположения и допущения А.Эйнштейна притянуты за уши и являются несостоятельными.

Вернёмся ещё раз к установке на Рис.1 и рассмотрим второй вариант проведения эксперимента: что будет происходить, если направить ультрафиолетовый свет на отрицательный цинковый электрод “Б”? Если согласиться, что из этого цинкового электрода также будут “выбиваться” электроны, то, естественно, они уже будут отталкиваться электродом “Б” и лететь в сторону положительного электрода “А”. В этом случае как будто всё становится понятно, но тогда как объяснить явление торможения, замеченное при первом варианте эксперимента? И что будет, если облучать ультрафиолетовыми лучами сразу оба электрода?

Поскольку возвращение через некоторое время ранее наэлектризованной светом пластины в нейтральное состояние и явление торможения тока являются экспериментальными фактами, по-моему, следует объяснять явление фотоэффекта по-новому, но никак не участием в этих явлениях “выбитых электронов”. Существующая теория, объясняющая фотоэффект, была бы справедливой и убедительной, если бы смогла однозначно ответить на следующие вопросы:

1. Как объяснить электризацию отдельной пластины при облучении ультрафиолетовым светом?

2. Если электроны “выбиваются” фотонами в конкретной точке пластины, то почему при этом электризуется вся пластина?

3. Почему пластина после прекращения облучения со временем теряет электрический заряд и становится нейтральной?

4. В каких случаях фотон отдаёт только часть энергии и что тогда происходит с фотоном?

5. В каких случаях фотон может отдать всю энергию и что в этом случае с ним произойдёт?

6. Почему у большинства веществ фотоэффект проявляется при облучении только ультрафиолетовым светом?

7. Почему при изменении напряжения между электродами, при постоянных величинах частоты и интенсивности излучения, меняется сила тока?

8. Почему при увеличении напряжения, при постоянных величинах энергии и интенсивности излучения, сила тока возрастает до определённой величины и с дальнейшим повышением напряжения сила тока не возрастает и остаётся постоянной?

9. Как объяснить “торможение”, прекращение тока “ высоким отрицательным потенциалом на электроде ” “Б” относительно электрода “А”, при постоянных величинах энергии и интенсивности излучения?

10. Почему напряжение “торможения” остаётся постоянным при увеличении интенсивности потока фотонов, при постоянстве их энергии?

11. Почему электрический разряд возникает только при большом напряжении в межэлектродном пространстве?

12. Почему ток прекращается при увеличении расстояния между электродами, при постоянных величинах напряжения, интенсивности и энергии излучения?

Современная теория, объясняющая явление фотоэффекта, не имеет убедительных, обоснованных и однозначных ответов на эти вопросы, а математические выкладки никак не могут быть подтверждением предположений и допущений. Эти вопросы непростые, и чтобы ответить на них, нужно отойти от привычных представлений о элементарных частицах. Нужно понимать, что незнание реального устройства микрочастиц всегда приведёт к ошибочному объяснению результатов их взаимодействий, процессов превращений в мире частиц и явлений, сопровождающих эти превращения. Незнания при выработке теории непременно повлекут необходимость прибегать к ряду допущений и предположений (постулатов), которые делают теорию ещё более неубедительной. Кроме того, каждое предположение и допущение непременно порождает дополнительные вопросы.

Ниже я представлю свою “ДИПОЛЬНУЮ ТЕОРИЮ”, объясняющую по-новому явление фотоэлектрического эффекта, и отвечу на эти вопросы. Для этого я буду опираться на законы природы и на свою версию моделей элементарных частиц. Они сделают мои объяснения логичными и обоснованными, лишёнными предположений и допущений. За основу объяснения явления фотоэффекта я принял закон “единства противоположностей” и мою версию дипольной конструкции модели элементарных частиц. Предложенная мною дипольная модель также обосновывается законом “единства противоположностей”. Я не буду в этой статье загромождать объяснения лишними изложениями о противоположностях и о новой модели атома, поскольку уже изложил это в статьях: “Новая версия модели элементарных частиц и атома” и “Об электрической проводимости веществ”.

 

О ПРОТИВОПОЛОЖНОСТЯХ

Весь видимый и невидимый нами мир является результатом взаимодействий и превращений энергетических противоположностей. Всё без исключения - от электрона до галактик - являются противоположностями, т. е. диполями. Противоположности могут пребывать в трёх состояниях: нейтральном, положительном и отрицательном. Положительное и отрицательное состояния противоположностей есть отклонения в противоположные стороны от нейтрального состояния только под воздействием внешних факторов. На Рис.2 ( а, б, в) схематично представлены три состояния энергетической противоположности.

                                                                 Рис. 2 (а, б, в)

Энергетическая противоположность является стабильной, прочной системой, имеющей запас стабильности, устойчивости, который определяется коэффициентом стабильности Кс. Поэтому энергетическая противоположность всегда остаётся диполем. Коэффициент Кс является величиной постоянной для всех диполей и выражается отношением всей массы противоположности к массе только положительной или к массе только отрицательной составляющей, когда противоположность находится в положительном или отрицательном состояниях . Система обладает свойством релаксации энергетического состояния, т.е. может возвращаться в начальное нейтральное состояние из состояния деформированного, но только после прекращения действия внешних возмущений. Противоположности после релаксации всегда находятся в нейтральном состоянии - это их нормальное состояние при данных параметрах (температуре) окружающей среды.

Противоположность можно представить шаром, состоящим из двух составляющих полушарий, разделённых экваториальной плоскостью 1 -1. Одно полушарие имеет положительную энергетику, обозначенную знаком плюс, а другое - отрицательную энергетику, обозначенную знаком минус (естественно, такое представление является условным). На Рис.2а энергетическая противоположность представлена в нейтральном состоянии, когда составляющие противоположности имеют заряды, равные по величине - этим рисунком может быть представлен нейтрон или позитрон-электронный диполь (ПЭД). На Рис.2б энергетическая противоположность представлена в положительном состоянии, когда заряд положительной составляющей больше заряда отрицательной составляющей - такое состояние присуще частицам позитрону и протону. На Рис.2в энергетическая противоположность представлена в отрицательном состоянии, когда заряд отрицательной составляющей больше заряда положительной составляющей - такое состояние присуще частицам электрону и антипротону. Во всех трёх состояниях противоположность имеет одинаковую массу и одинаковый по абсолютной величине суммарный заряд (одинаковую суммарную энергию), что соответствует двум законам: “закону сохранения масс и закону сохранения зарядов”.

Коэффициент стабильности противоположности Кс можно выразить и через отношения зарядов. Коэффициент Кс справедлив для противоположностей любого порядка и выражается числом 1,001416. По моему убеждению, отношение абсолютной величины заряда противоположности-диполя к его общей массе также должна быть величиной постоянной, одинаковой для всех диполей - это справедливо для противоположностей любого порядка и соответствует закону эквивалентности зарядов и масс.

ПЭД представляет собой особый вид материи - энергетическую субстанцию материи. По моему мнению, ПЭД является основным носителем энергетической субстанции материи - “тёмной материи”. Мировое пространство наполнено этой “тёмной материей”, поэтому я считаю, что ПЭД правильнее будет назвать носителем этой “тёмной материи” - свободным ЭФИРНЫМ ДИПОЛЕМ (ЭД). ЭД обеспечивают рождение магнитных и электромагнитных полей и передачу сигналов на расстояния.

Теперь необходимо ответить на вопросы: Как выглядит противоположность? Как порождается её энергия? Почему противоположность состоит из двух составляющих? Почему составляющие имеют заряды разных знаков? От чего зависит энергичность противоположности, как она проявляется и как меняется структура энергетического поля диполя? Ответы на эти вопросы требуют логических, философских рассуждений. Посмотрим на Рис. 2а и представим, что противоположность имеет ось вращения 0–0 и вращается. Именно вращение порождает энергию, порождает составляющие противоположности и их отличие. Вращение частиц есть данность, демонстрирующая вечность движения, вечность энергии. Отличие диполя состоит в том, что, если смотреть на вращающуюся противоположность с полюсов, то мы увидим, что она вращается в разные стороны: в одном случае по часовой стрелке, а в другом случае - против часовой стрелки. Если мысленно поместить себя внутрь противоположности в плоскость экватора перпендикулярно оси вращения, то мы убедимся, что полушария вращаются также в разные стороны: одно по часовой стрелке, а другое - против часовой стрелки. Хотя энергия - понятие общее, единое, но в то же время вращение разделяет это общее, единое на две составляющие - на два полушария, вращающиеся в разные стороны, что фиксируется наблюдателем. Тогда мы вправе отметить отличие полушарий знаками плюс и минус и можем говорить о появлении двух полюсов - о рождении диполя. Следует обратить внимание на то, что, если изменить вращение по оси 0-0 в обратную сторону, то полюса поменяются местами - это равносильно повороту оси противоположности на 180 градусов. Так вращением демонстрируется рождение энергетической противоположности - энергетического диполя - и единство противоположностей. Разделить элементарную энергетическую противоположность на составляющие - на плюс и минус - невозможно, как нельзя разделить полюса постоянного магнита. Остановите движение, вращение - всё исчезнет. В это поверить трудно, тем более, мы имеем реальные модели противоположности - это наша Земля и планеты: все они находятся в нейтральном состоянии, вращаются, имеют два полюса и обладают энергетическими полями (энергией), т.е. являются диполями.

Единство противоположностей как раз и наделяет все без исключения частицы удивительным свойством - проявлять дуализм (двойственность). Проявить эти свойства противоположность может только сменой состояний - отклонением от нейтрального состояния. Смена состояний определяется изменением внутренней энергетической структуры противоположности, а изменение структуры собственной энергии частицы происходит в результате изменения скорости вращения. При изменении скорости вращения меняются кинетическая и потенциальная энергии, причём при увеличении кинетической энергии частицы на определённую величину на такую же величину уменьшается её потенциальная энергия, при этом сохраняется по абсолютному значению общая величина собственной энергии частицы.

Теперь следует объяснить суть энергетических состояний частицы и механизм смены состояний. На Рис.2а частица находится в нейтральном состоянии потому, что величины зарядов полусфер одинаковые. При этом отсутствует разность потенциалов между составляющими, поэтому отсутствует сила электрического поля, и частица проявить себя не может - находясь в нейтральном состоянии, частицы не взаимодействуют между собой и расположены в пространстве хаотично. Сила связи, обеспечивающая единство системы, направлена внутрь системы - к центру. Сила связи, по моему мнению, есть магнитная сила.

На Рис.2б частица получила энергию извне и увеличила скорость вращения, т.е. увеличила кинетическую энергию. При этом, согласно закону сохранения энергии, уменьшилась потенциальная энергия частицы на такую же величину - этот процесс условно показан на Рис.2б перемещением экваториальной плоскости вверх по оси “О – О”. В этот момент возникает разность потенциалов между сферами, порождающая силу напряженности электрического поля. Величина силы определяется разностью потенциалов и выражается вектором электрического поля, а за направление вектора поля принято условно направление от положительного заряда к отрицательному заряду. Порождение силы порождает электрический ток внутри частицы - это внутренний, собственный ток. Собственный ток порождает магнитное поле. В итоге порождается электромагнитное поле частицы. Частица, таким образом, переходит в новое, возбуждённое энергетическое состояние, отличное от нейтрального состояния. Пребывать в этом состоянии частица будет только на время действия внешнего фактора - ч прекращением действия внешнего фактора произойдёт релаксация энергетического поля частицы, которая вернётся в нейтральное состояние под действием внутренних сил. Однако релаксация проявляется также передачей энергии соседним частицам, при этом процесс передачи энергии в мировом пространстве от частицы к частице является распространением сигнала, а импульс является электромагнитной волной. Процесс получения и отдачи одного импульса энергии можно изобразить верхней и нижней полуволной синусоиды. Релаксация будет сопровождаться отдачей пространству того количества энергии, которое частица получила извне.

На Рис.2в показана частица в состоянии, в котором она оказалась в момент отбора у неё энергии внешним фактором - в состоянии уменьшения кинетической энергии. Процесс смены энергетического состояния на Рис.2в аналогичен представленному процессу на Рис.2б, только процесс протекает в противоположную сторону - этот процесс можно представить нижней полуволной синусоиды.

Если действовать на частицу противоположными переменными во времени внешними факторами с определённой частотой, то процесс изменения энергетического состояния частицы можно представить синусоидальной кривой, т.е. частотной характеристикой. Этот процесс будет колебательным. Высота волны в конкретной точке будет отражать величину модуля вектора силы электромагнитного поля, а длина волны будет отражать частоту колебаний в единицу времени. В зависимости от характера внешних факторов, реакция частиц-диполей в проводниках будет разная: в случае выработки электрического тока генератором диполи проводников не будут претерпевать изменения структуры энергетического поля - у диполей не будет появляться разность потенциалов, а в случае выработки электрического тока термопарой диполи проводника будут претерпевать изменения структуры энергетического поля - будет появляться разность потенциалов диполя. Однако в обоих случаях диполи проводников будут ориентировать векторы полей в одном направлении - во всех случаях электрический ток порождается только одинаковой направленностью векторов силовых полей диполей проводника. Если характер изменения внешнего фактора будет не только пульсирующим, но и переменным по направлению, как в случае с генератором, то будет меняться направление векторов полей частиц на 180 градусов, и электрический ток также будет переменным с аналогичной частотой (в установившемся режиме).

Электрическому току можно дать такое определение: Электрический ток в любом проводнике есть расположение в одном направлении векторов энергетических полей атомов проводника под воздействием внешних факторов.

При взаимодействии элементарных противоположностей могут происходить процессы превращения. Процесс превращений при взаимодействии противоположностей возможен только в том случае, когда параметры процесса - например, давление и температура - достигают критических величин. В таком случае происходит исчезновение прежних взаимодействующих противоположностей с образованием новых противоположностей. Если параметры процесса не превышают критических значений, то система продолжает сохранять стабильность и при исчезновении внешних возмущений возвращается в начальное, нейтральное состояние - такое явление в физике называется релаксацией.

Представленная мною модель противоположности является общей для стабильных противоположностей всех порядков - к стабильным диполям я отношу ЭД и атомы веществ. Элементарным стабильным диполем является ЭД. Критическое взаимодействие ЭД привело к порождению нейтронов, а критическое взаимодействие нейтронов привело к образованию водорода. Взаимодействие атомов водорода в критических условиях привело к переходу энергетической субстанции материи в овеществленную субстанцию материи - в вещество. Этот процесс я изложил в работе “О зарождении солнечной системы”. Так я представил противоположность и её энергетическую суть.