ЭЛЕКТРОН, ПРОТОН, НЕЙТРОН

Теория электрона

Электрон – главный носитель электричества и главный родитель и поглотитель фотонов. Он родился в Мироздании первым, но человек ещё не познал и мизерную часть его деяний. В человеческих ортодоксальных знаниях он не имеет образа и представлен лишь словом «электрон» с небольшим количеством математических моделей, описывающих его параметры.

Экспериментальная информация об электроне обширна. Представляем теорию, объединяющую её. Экспериментально установлено, что свободный электрон имеет массу и электрический заряд . Условились считать заряд электрона отрицательным.

В первом приближении модель электрона, как и модели фотона, можно представить в виде кольца (рис. 37, а).

Рис. 37: а) кольцо - упрощённая модель электрона; b) схема взаимодействия рентгеновского фотона с электроном в эффекте Комптона

Так как радиус электрона определён экспериментально, то возникает необходимость найти математическую модель, которая рассчитывала бы его теоретически.

Теоретическая величина радиуса кольца электрона определяется путём деления константы его локализации на массу электрона. Экспериментальная величина константы локализации электрона равна константе локализации фотона .

(106)

Размерность этой константы содержит чёткий физический смысл: с увеличением массы фотона его радиус уменьшается. Это свойственно, как мы уже показали, фотонам. Если же масса постоянна, как у электрона, то и радиус его постоянен .

. (107)

Поскольку , то имеется возможность сравнить теоретическую величину радиуса (107) электрона с экспериментальной длиной волны электрона, определённой Комптоном (109). Он нашёл эмпирическую формулу для расчета изменения длины волны рентгеновского фотона, отражённого от электрона

(108)

В этой формуле величина - экспериментальный коэффициент, который он назвал длиной волны электрона. Она оказалась равной теоретическому радиусу электрона

.(109)

Совпадение теоретической величины (107) радиуса электрона и экспериментальной величины длины его волны (109) служит веским доказательством справедливости равенства . Достоверность этого доказательства усиливается путем аналитического вывода эмпирической формулы (108) Коиптона из схемы взаимодействия кольцевых моделей фотона и электрона (рис. 37, b).

Импульс фотона падающего на электрон и импульс фотона, отраженного от электрона, связаны простой зависимостью (рис. 37, b)

(110)

После взаимодействия фотона с электроном его импульс изменится на величину

(111)

Поскольку

и (112)

то

(113)

Известно, что эффект Комптона проявляется при взаимодействии между электронами и рентгеновскими фотонами. Это обусловлено тем, что они имеют близкие по величине радиусы, поэтому у нас есть основания обозначить . Полагая также, что , имеем из формулы (113)

(114)

Это и есть формула Комптона (108) для расчета изменения длины волны отраженного рентгеновского фотона, которую он подобрал эмпирически в 1922 году и использовал при интерпретации результатов своих экспериментов.

Угловую скорость вращения кольца электрона определим, используя постоянную Планка, которая для электрона записывается так

, (115)

(116)

Скорость точек вращающегося базового кольца (рис. 37, а) электрона равна скорости света .

(117)

Чтобы получить математические модели, содержащие другие характеристики электрона, надо детально проанализировать силы, действующие на вращающееся кольцо (рис. 37, а).