Теряет ли фотон энергию в переходном процессе?

Конечно, теряет. Потери зависят от длительности процесса рождения или отражения фотонов, чем больше эта длительность, тем больше фотон теряет массы, отдавая её объекту, который рождает его или отражает.

106. Какой эксперимент явно и с большой точностью доказывает потерю энергии отражённым фотоном? Эксперимент Комптона (Глава 7) [2].

Можно ли допускать, что инфракрасное смещение спектральных линий атомов в астрофизических наблюдениях является доказательством потери энергии фотонами, формирующими эти спектральные линии?

Можно, для этого имеются достаточные основания.

108. Каким образом фотон выполняет функцию элементарного носителя энергии? Фотон, поглощаемый электроном атома молекулы, уменьшает энергию связи между валентными электронами молекулы, удлиняет её и таким образом увеличивает температуру молекулы. После излучения фотона валентным электроном атома энергия связи между атомами молекулы увеличивается, расстояние между её атомами уменьшается, и она становится холоднее. Фотон – единственное природное образование, способное плавно менять энергию связи между атомами молекулы, а значит - и температуру самой молекулы. Следовательно, он является элементарным носителем энергии.

109. Какой вид энергии формирует совокупность тепловых фотонов? Совокупность тепловых фотонов формирует только тепловую энергию.

110. Является ли закон излучения абсолютно черного тела доказательством того, что фотоны генерируют тепловую энергию? Закон излучения абсолютно черного тела - яркое теоретическое и экспериментальное доказательство формирования тепловой энергии совокупностью фотонов (Глава 8) [2].

111. Является ли математическая модель закона излучения абсолютно черного тела доказательством того, что этот закон является законом классической физики, а не наоборот, как считалось до сих пор? Физический смысл всех составляющих математической модели закона излучения абсолютно черного тела интерпретируется с помощью законов классической физики, поэтому закон излучения абсолютно черного тела – закон классической физики, а не наоборот, как это считалось ранее (Глава 8) [2].

112. Какие составляющие закона излучения абсолютно черного тела однозначно отражают реализацию в этом законе нескольких законов классической физики? Следующие составляющие: , , и .

113. Как интерпретируется математический символ в законе излучения абсолютно черного тела? Каждый элементарный носитель тепловой энергии имеет постоянный кинетический момент (момент импульса) и является вращающимся образованием (рис. 2, 3).

114. Как интерпретируется совокупность математических символов в законе излучения абсолютно черного тела? Энергия единичного носителя энергии равна произведению постоянной величины его кинетического момента (момента импульса) на линейную частоту его колебаний.

115. Как интерпретируется совокупность математических символов в законе излучения абсолютно черного тела? Эта совокупность математических символов – сумма ряда максвелловских распределений энергий фотонов, излучаемых в полости абсолютно черного тела электронами атомов при переходе их между энергетическими уровнями и .

. (17)

 

116. Как интерпретируется экспериментальный коэффициент (17) в законе излучения абсолютно черного тела? Этот экспериментальный коэффициент содержит информацию о количестве фотонов данной длины волны в полости абсолютно черного тела.

117. Как интерпретируется вся совокупность математических символов закона излучения абсолютно черного тела (17)? Зависимость плотности фотонов в полости абсолютно черного тела от их частоты или радиуса.

118. Какие ошибки были допущены при интерпретации математической модели закона излучения абсолютно черного тела и какое негативное влияние они оказали на развитие физики? Главную ошибку в интерпретации математической модели излучения абсолютно черного тела допустил Макс Планк. Он назвал свою константу квантом наименьшего действия, которое не отражало истинное физическое содержание этой константы. В результате формирование правильных представлений о физической сути его константы, как кинетического момента (момента импульса) элементарного носителя энергии, излучаемого абсолютно черным телом, задержалось на десятилетия (Глава 8) [2].

119. Какой закон определяет максимум плотности излучения абсолютно черного тела? Закон Вина

. (18)

120. Можно ли использовать закон Вина для определения длины волны максимальной совокупности фотонов, формирующих температуру в определённой точке пространства? Абсолютно черное тело – замкнутая система, в которой тепловая энергия рассредоточена равномерно. Наличие во Вселенной почти равномерного во всех направлениях реликтового излучения даёт основания использовать закон Вина для определения максимума плотности этого излучения. Теоретический расчет длины волны максимума излучения Вселенной по формуле (18) Вина полностью совпадает с экспериментальной величиной длины волны максимума реликтового излучения (рис. 14). Следовательно, формулу Вина можно использовать для расчета температуры в любой точке пространства, где известна длина волны фотонов, с максимальной плотностью в единице объёма.

 

Рис. 14. Кривые распределения энергии в спектре абсолютно черного тела

 

121. Какая совокупность фотонов определяет температуру в любой точке пространства? В соответствии с формулой Вина температуру в любой точке пространства определяет максимальная плотность фотонов с определённой длиной волны (рис. 14).

122. Каким образом фотоны, выполняя функцию элементарных носителей энергии, формируют температуру в любой точке пространства? Максимальное количество фотонов в единице объёма пространства с заданной длиной волны приводит к тому, что электроны атомов всех молекул этой среды непрерывно поглощают и излучают фотоны, плотность которых максимальна в этом объёме. В результате существование максимума совокупности фотонов с заданной длиной волны и определяет температуру в этой зоне (рис. 14).

123. Какую роль играет закон Вина и его математическая модель в определении температуры в любой точке пространства? Закон Вина и его математическая модель (18) позволяют определить температуру в любой точке пространства, если известна длина волны максимального количества фотонов в этой точке (рис. 14).

124. Какие фотоны формируют тепловую энергию? Тепловую энергию формируют фотоны, излучаемые и поглощаемые электронами атомов или молекул.

125. Где граница на шкале фотонных (электромагнитных) излучений существования тепловых фотонов? Ни верхняя, ни нижняя граница ещё не установлены, так как нет четкого определения понятий «тепловая энергия» (табл. 3).

126. Является ли процесс непрерывного изменения температуры в окружающем нас пространстве доказательством того, что это - следствие изменения длины волны максимальной совокупности фотонов в этой области пространства? Это следствие вытекает из закона Вина и законов поглощения и излучения фотонов электронами атомов, ионов и молекул [1], [2].

127. На какую величину изменяется энергия каждого фотона, совокупность которых определяет температуру в данной точке пространства при изменении этой температуры на один градус? Ответ следует из формул (10-11).

(10)

128. На какую величину изменяется длина волны каждого фотона в их максимальной совокупности, формирующей температуру в данной точке пространства, при изменении этой температуры на один градус? Из предыдущего примера имеем: , и .