СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ Вход или Регистрация	ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ	НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ	Научно-техническая библиотека

САМОЛОКАЛИЗАЦИЯ ЗАРЯЖЕННОЙ МИКРОЧАСТИЦЫ *)

© Львов Олег Сергеевич

Контакт с автором: lw.oleg@yandex.ru

Утверждается, что проблемы неограниченного расползания волнового пакета заряженной частицы не существует. Волновой пакет частицы определенно локализуется на индуцированных зарядах в окружающей частицу диэлектрической среде с заметно отличающейся от единицы диэлектрической проницаемостью. Самолокализация частицы, очевидно, имеет место также при ее движении в разреженных средах и пустоте вследствие поляризации вакуума под действием электрического поля частицы.

______________________________________________________________________

Как известно [1] волновой пакет заряженной частицы локализуется в области другой локализованной противоположно заряженной частицы. Например, в атоме электроны локализуются в области ядра. Из уравнения Шредингера следует, что при расположении электрона в области положительно заряженной точечной частицы с зарядом Q его основное минимально-энергетическое состояние описывается центрально-симметричной быстро спадающей с увеличением радиуса волновой функцией.

,                                                                  (1)

где   e - элементарный электронный заряд,
        а = ħ²/me²- боровский радиус электронного волнового пакета,

- энергетическая постоянная (волновая частота) пакета.

Не трудно показать, что локализация волнового пакета (ВП) электрона имеет место также при его нахождении в среде с отличной от единицы диэлектрической проницаемостью (ε >1). В этом случае причиной локализации ВП является индуцированный в окружающей среде электрический заряд противоположного (положительного в случае электрона) знака, пространственная плотность которого определяется выражением

,                                                                                       (2)

где  ε - относительная диэлектрическая проницаемость окружающей среды,
        q₀ и q_i - плотности исходного и индуцированного зарядов.

Расползание ВП ограничивается вследствие того, что сдерживающий волновой пакет электрический потенциал уменьшается пропорционально его радиусу, а кинетическая энергия локализованной частицы, как следует из соотношения неопределенности Гейзенберга, уменьшается как квадрат радиуса.

Волновая функция локализованного индуцированным зарядом ВП частицы в основном состоянии (1s) приближенно может быть определена из уравнения Шредингера, которое для радиальной составляющей рассматриваемой функции имеет следующий вид:

.                                                                      (3)

Здесь E - энергия частицы,
          U =U(r ) - сдерживающий электрический потенциал индуцированного заряда, определяемый распределением заряда в волновом пакете частицы.
        Указанный потенциал отвечает выражению

,                                                                                     (4)

где - индуцированный заряд внутри сферы радиуса r, который в свою очередь может быть вычислен по формуле

,                                                                                 (5)
где - коэффициент индукции, равный отношению наведенного и исходного зарядов.

Исходное уравнение (3) при использовании подстановок

,        и                                                                (6)

может быть заменено обобщенным уравнением относительно новой волновой функции ψ(ρ).

.                                                                           (7)

При этом потенциальная функция ς(ρ) вычисляется из следующего выражения, получаемого на основании соотношений (4, 5)

.                                                                          (8)

Волновая функция ψ(ρ) нормализуется с помощью формулы .

Решение волнового уравнения (3) может быть определено путем вычисления ряда последовательных приближений при использовании метода самосогласованного поля. Исходя из некоторого приближенного значения волновой функции ψ(ρ) по формулам (4, 5) определяется соответствующая потенциальная функция ς_n(ρ), и затем на основании уравнения (7) при учете граничного условия ψ(∞)=0 определяются новые приближения энергетического показателя ξ_n+1 и волновой функции ψ_n+1(ρ). Указанный процесс повторяется до получения желаемой точности результата.

На ниже приводимом рисунке 1 показаны графики двух электронных волновых функций, первая из которых ψ₀ отвечает центральному точечному заряду ηe, а вторая ψ₁ - такому же заряду, наведенному в диэлектрической среде с коэффициентом индукции η. Здесь же для обоих случаев указаны значения энергетической постоянной ξ и среднего радиуса ρ электронного волнового пакета. Обе функции нормированы на 1 при ρ=0.

Рис.1

        Очевидно, процесс самолокализации волнового пакета имеет место и в случае частицы, находящейся в вакууме, ввиду поляризации последнего под влиянием полей частицы. Действительно, под действием электрического и магнитного полей электрона возникают виртуальные электронно-позитронные пары, создающие поля, подобные полям индуцированных зарядов в диэлектрической среде.
        В качестве примера укажем, что при наблюдении электронов в типичной твердой или жидкой диэлектрической среде (ε >2) их ВП имеют поперечник порядка одного или нескольких атомно-молекулярных размеров. Энергия такого электрона имеет порядок энергии электронов на внешних атомных оболочках.
       Однако, при наблюдении электронов в газообразных средах в нормальных условиях (ε< 1,001) размеры ВП оказываются значительно больше размеров газовых молекул. Например, при наблюдении электрона в воздухе при атмосферном давлении и комнатной температуре (ε=1,0006) расчетный поперечник ВП в соответствии с выражением (6) и значением обобщенного радиуса ρ₁= 4,2 имеет порядок 2000 поперечников атома водорода ~(2·10^-3см), а энергия связи рассматриваемого электрона имеет порядок 4·10^-6 эВ.
        Поскольку указанное значение энергии связи электрона оказывается значительно меньше кинетической энергии теплового движения частиц (2-3)·10^-3 эВ, то использование полученного решения оказывается неправомочным. Исходя из вышесказанного, электрон в газообразной среде не может находиться в локализованном состоянии, что противоречит экспериментальным фактам. Ввиду указанного противоречия предполагается, что экспериментально наблюдаемая локализация волнового пакета электрона в газообразной среде объясняется поляризацией вакуума. Однако вопрос о степени поляризации вакуума и соответственно величине поперечника волнового пакета электрона в разреженных средах автору не представляется достаточно ясным.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.Г.Левич, Ю.А.Вдовин, В.А.Мямлин. Курс теоретической физики. Том II. М., "Наука", 1971 г

___________________________________________________
*) Данная статья №3 является дополнением и развитием головной статьи публикации "Волновая природа микромира".

Защита интеллектуальной собственности и авторских прав Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения. Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков. Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр. Точные науки и дисциплины Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации. Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение. Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики. Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях. Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им. Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства. Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы. Мозговой штурм Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора. Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда. Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике. Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении. Взгляд в будущее и настоящее Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности. Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний. Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества... Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения. Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете. Гуманитарные науки и дисциплины Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий. Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран. Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными. Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить. Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Назад