У статті представлена ​​модель кульової блискавки як нейтральне освіту кругових струмів, що рухаються на зустріч один одному електронів і позитивно заряджених іонів в створюваному ними ж самими ефективному магнітному полі, взаємодія з яким утримує частинки на орбітах.

Анотація наукової статті з фізики, автор наукової роботи - Будехін А. П.


Область наук:

  • фізика

  • Рік видавництва: 2009


    Журнал: Вісник Брянського державного університету


    Наукова стаття на тему 'Квантово-механічна модель кульової блискавки'

    Текст наукової роботи на тему «Квантово-механічна модель кульової блискавки»

    ?УДК 62Т.134

    КВАНТОВО-МЕХАНІЧНА МОДЕЛЬ КУЛЬКОВИЙ МОЛНИИ

    А.П. Будехін

    У статті представлена ​​модель кульової блискавки як нейтральне освіту кругових струмів, що рухаються на зустріч один одному електронів і позитивно заряджених іонів в створюваному ними ж самими ефективному магнітному полі, взаємодія з яким утримує частинки на орбітах.

    Ключові слова: кульова блискавка, потоки кола, електрони, іони, магнітне поле.

    Кульову блискавку можна описати як стійкий об'єкт, що складається з позитивно заряджених іонів і електронів, за допомогою апарату квантової механіки. Причому, в фізичному сенсі дана модель докорінно відрізняється від моделі атома, де стійкість досягається шляхом руху по орбітах навколо позитивного протона електронів. У моделі кульової блискавки передбачається наступна картина: При проходженні електричного розряду в атмосфері, тобто потужного електричного струму, поблизу траєкторії виникає величезна за величиною магнітне поле. Знаходяться в області магнітного поля електрони і позитивні іони починають рухатися по траєкторіях, близьким до кіл, навколо деякої загальної осі, що збігається з траєкторією блискавки. Напрямок руху електронів протилежно напрямку руху іонів. При цьому виходить аксіально-симетрична структура, що складається з декількох шарів. Радіуси шарів різні, а так вони залежать від швидкості і мас, якими володіє частка, яка увійшла в структуру. У цій моделі заряджена частинка рухається по колу, створюючи своє магнітне поле. Поля окремих частинок підсумовуються. При цьому в області кульової блискавки з'являється власне ефективне магнітне поле досить велике за величиною, щоб структура виявилася стійкою. Слід зазначити, що поля, створювані електронами і позитивними іонами, спрямовані в одну і ту ж сторону, тобто підсумовуються, через те, що вони рухаються в протилежних напрямках.

    Розглянемо поведінку однієї частки, що входить в кульову блискавку. Вона рухається в ефективному магнітному полі Н, створюваному усіма частинками кульової блискавки. Число цих частинок передбачається досить великим. Для простоти обчислень покладемо їх електронами. Очевидно, що розподіл в просторі всіх електронів однаково. Щодо ефективного поля Н можна припустити, що воно повинно бути досить великим всередині кульової блискавки для забезпечення її стійкості, а також швидко спадати поза нею. Припущення, що Н однорідно зводить модель до відомої задачі про рух зарядженої частинки в постійному і однорідному магнітному полі. Для простоти опишемо рівняння Клейна-Гордона руху окремої частки (1)

    з

    <

    де: Н = (0,0, Н); т-маса, - заряд електрона, с- швидкість світла.

    Рішення (1) в циліндричній системі координат вигляди так [1]

    у nar

    (R, t) - I

    -ickt

    mc

    e V-J- (p)

    де: п, l,. S- головне, орбітальне, вертикальне і радіальне квантові числа: Уп

    2 10 Н

    функція Лагерра; р = уг; у = -; L-довжина періодичності по Z.

    тек

    За допомогою даного рішення можна побудувати щільність струму по формулі

    e • Г * * 1 e * .

    J = -; y y-y y --- y yA

    2mei - ~ 2

    (3)

    mc

    А потім обчислити магнітне поле, створюване цим струмом. Обчислення зручно проводити в циліндричній системі координат. Розглянемо найбільш простий випадок = S = 0, тоді п = 1

    Нескладні обчислення дають: Jр = J _ = Н р = Н т = 0

    р 2 р Ф

    J j - \

    eo Hh eo-

    2 pEkLK!

    K

    Тр

    +

    VP

    e-р • ek

    Hz, k -

    e 2 H \ k-1 P m k P m I

    eoH e PJy ^ + уP-1

    ?-i, "" i "" "I

    EkL

    m! m = 0 m!

    m-0 m-0

    де: Ек - енергія електрона в стані з головним квантовим числом рівним к = 1

    ЕК2 - m2 c 4 + 2e0 cHh I e + -

    Ефективне поле має дорівнювати сумі полів окремих електронів

    N

    Нг = 2 Н2

    zki

    де I - номер електрона

    При малих р таких, що р < I, можна покласти

    e P m

    y ^ »e P

    m-0 m!

    тоді,

    e 2H 2e 2 H

    Hzk - ^ e P • 2eP -

    EkL

    EkL

    2

    i-1

    Отже, в області малих р поле H можна вважати не залежних від р. У той же час на великих відстанях, при р ®?, Hz = 0 і ефективне поле Н звертається в нуль. Характерний радіус моделі виходить з умови

    } Г 2 »1 (5)

    Тобто, як це і передбачалося на початку, поле всередині частинки однорідно і постійно в часі, а поза нею швидко спадає до нуля.

    Аналогічне завдання для позитивних іонів дає такий же результат.

    Виходячи З цих міркувань можна побудувати наступну модель кульової блискавки: кульова блискавка являє собою велике число разноименно заряджених об'єктів (електронів та іонів) рухомих по об'єктах в аксіально-симетричному магнітному полі, створюваному цими ж частками. Сумарний заряд кульової блискавки дорівнює нулю.

    Так як радіуси орбіт частинок, що рухаються в магнітному полі, знаходяться за формулою

    R »™ (6)

    eB

    А при розпаді атомів із закону збереження імпульсу слід:

    meVe »^ (7)

    де: meve, mu3vu3 імпульс електрона і ізотопу.

    Те з (6) і (7) виходить, що радіуси орбіт електрона і ізотопу приблизно рівні. Тобто кульова блискавка являє собою нейтральне освіту з кругових струмів, що рухаються назустріч один одному електронів і позитивних іонів.

    Світіння і супроводжує його звукове потріскування можна пояснити взаємодією рухається кульовою блискавкою уздовж електромагнітних полів Землі і взаємодією її з навколишнім повітрям.

    In this paper we suggest the fire-ball model as neutral union of circle currents. These currents are the electrons which move one to other and ions in generated magnetic field. The interaction with this field keeps the particles on the orbits.

    The key words: fire-ball, circle currents, electrons, ions, magnetic field

    Список літератури

    .Соколов А. А., Тернів І.М. Релятивістський електрон. М .: «Наука». 1974. С. 263267

    про автора

    А.П. Будехін - Брянський державний університет ім. академіка І.Г. Петровського, bryanskgu @ mail.ru.


    Ключові слова: КУЛЬОВА БЛИСКАВКА /ПОТОКИ КОЛА /ЕЛЕКТРОНИ /ІОНИ /МАГНІТНЕ ПОЛЕ

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити