|
Дискретность энергии фотонов является следствием дискретности энергии электрических и магнитных потоков. В электромагнитной волне энергия электрического потока всегда равна энергии магнитного потока. Согласно электродинамике, изменяющийся электрический поток образует ток смещения, $I_см = dФ_e /dt, изменяющийся магнитный поток создает ЭДС U = dФm/dt, т.е. изменяющийся электромагнитный поток представляет ток смещения Iсм = dФe/dt с ЭДС U = dФm/dt и, соответственно, мощностью UIсм = dФm·dФe/(dt)2.
Зная частоту изменения электрического потока индукции, можно найти ток электрического смещения: Iсм = 2ev,
где e - эвинон 1.602·10-19 Кл, v - частота. Магнитная энергия электромагнитного кванта:
Wм = Ф0Iсм/2,
где Ф0 - мевинон 2.068·10-15 Вб. Согласно электродинамике, в поперечной электромагнитной волне электрическая энергия всегда равна магнитной Wэ = Wм, поэтому полная энергия электромагнитного кванта равна: W = Wэ + Wм = 2Wм = Ф0Iсм.
Используя коэффициент пропорциональности h = 2eФ0, можно упростить выражение:
W = Ф0Iсм = 2eФ0v = hv.
Зная частоту изменения магнитного потока индукции, можно найти ЭДС:
U = 2Ф0v.
Это максимальный потенциальный барьер, который может преодолеть, например, электрон при поглощении фотона.
Эффективная мощность электромагнитного возмущения:
P = UIсм = 2Ф0v·2ev = 4eФ0v2.
Протяженность поперечного возмущения равна половине длины волны, так как в поперечном возмущении разноименные области расположены поперечно, а не продольно, что является отличием поперечного возмущения от продольного. Т.е., чтобы найти энергию, надо умножить мощность на время, равное половине периода:
W = PT/2 = 4eФ0v2/2v = 2eФ0v = hv.
В поперечной электромагнитной волне эффективный радиус, по которому течет замкнутый электрический ток смещения поля: r = λ/2π (ток всегда замкнут), где λ - длина электромагнитной волны. Когда течет круговой ток смещения поля, то смещается масса, так как поле обладает энергией и, соответственно, массой. Если умножить полевую массу фотона M = 2eФ0v/c2 на радиус кругового тока смещения поля и его скорость (скорость смещения поля равна скорости света), то получим момент количества движения полевой массы фотона:
J = Mrc = eФ0/π = h/2π.
Спиновый магнитный момент кругового тока смещения поля (магнитный момент, связанный с магнитным потоком):
Mм = Iсмπr2 = ec2/2πv = e/εε0μμ02πv.
В веществе токи смещения поля световых волн переходят в круговые поляризационные токи смещения. То есть, происходит магнитное возмущение вещества и под действием внешнего магнитного поля может наблюдаться вращение плоскости поляризационных токов смещения, как результат прецессирования моментов количества движения электромагнитных возмущений - магнитооптический эффект Фарадея. Вращение плоскости поляризации света наблюдается только в веществе, так как магнитное поле на вихревые поля, не связанные с веществом, не может воздействовать.
Соотношение между ЭДС и энергией:
W = 2eФ0v = eU.
Получается, 1 В – 1.602·10-19 Дж, т.е. равен одному электронвольту. Таким образом, электромагнитный квант с ЭДС в один вольт обладает энергией, равной одному электронвольту (1 эВ = 1.602·10-19 Дж).
Таким образом, в электромагнитных волнах дискретны токи смещения и энергия электрических и магнитных потоков. Для их вычисления достаточно знать частоту электромагнитного кванта, эвинона и мевинона. Все кванты электромагнитного потока излучения отличаются только количественно: длиной волны, величиной тока смещения и энергией электрических и магнитных потоков. Электрические и магнитные потоки у всех электромагнитных квантов одинаковы и равны эвинону и мевинону. У всех фотонов одинаковое количество электричества и количество магнетизма.
|
