Фотоны-кванты света. понятие квантового поля

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ФОТОНЫ
КВАНТОВОЕ ПОЛЕ
СТРУКТУРА ПОЛЯ ФОТОНА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ЛИТЕРАТУРА

При смещении квантов поля возникает электрический поток напряженности поля. Магнитная индукция возникает как релятивистский эффект в результате движения электрического потока (заряда). Гравитация - результат вакуумных флуктуаций поля, флуктуационные колебания подталкивают тела к сближению.
«Таким образом, появление магнитного поля токов есть чисто релятивистский эффект и никакой новой физической субстанции (например, в виде магнитных зарядов) появляться не должно, что и подтверждается экспериментально.»
СТРУКТУРА ПОЛЯ ФОТОНА
Фотон представляет дискретное поперечное электрическое смещение поля в один квант заряда, образующее две разноименные области возмущения поля. Рассмотрим более детально полевую структуру фотона и протекающие там электродинамические процессы с учетом квантовой природы поля.
На рисунке 1 условно изображено дискретное поперечное электрическое возмущение (смещение) квантового поля. Знаком (+) обозначена положительная область возмущения, знаком (-) - отрицательная. Между разноименными областями существует электрическое смещение, которое представляет электрический поток величиной в квант количества электричества. Движение (изменение) электрического потока всегда связано с током смещения. Стрелки "/\" и "\/" указывают направление тока электрического смещения квантов поля (квантов заряда). Вначале, образуя возмущение (напряженность), ток электрического смещения поля течет в одну сторону, в конце возмущения - в обратную, т.е. в результате смещения возникает область с избытком в один квант и область с недостатком - дырка, которые, распространяясь как поперечное возмущение, представляют вихревое (нестационарное) электрическое поле. Поперечное возмущение, проходя участки поля в виде расходящихся и затем сходящихся разноименных областей как поперечное противоположное движение зарядов с разными знаками, совершаемое за период в половину длины волны фотона, образует в пространстве движущийся дискретный круговой ток электрического смещения Iсм = 2ev, где e - квант электрического заряда, v - частота электромагнитной волны. Надо заметить, что отрицательная область возмущения создает обратное направление тока, поэтому ток замкнут по кругу (аналогия с током проводимости, где отрицательно заряженные электроны движутся в одну сторону, но принято считать, что ток течет в обратном направлении). Иногда возмущение удобнее представлять как состоящее из двух разноименных токов смещения - положительного и отрицательного. Движущийся круговой ток смещения для покоящегося наблюдателя является переменным, так как в начале распространяющегося возмущения он течет в одном направлении, в конце - в обратном.
Движение фотона представляет волну де Бройля, т.е. движение поперечного возмущения поля, согласно принципу Гюйгенса, сопровождается возникновением вторичных электромагнитных волн (отражающих поперечную полевую структуру фотона), которые, интерферируя в окружающем пространстве, гасят друг друга, не излучаясь. Таким образом, движущееся квантовое возмущение поля окружено вторичными (парциальными) волнами, которые не могут излучаться, так как в процессе распространения интерферируют между собой, гася друг друга, т.е. фотон представляет устойчивое возбужденное состояние поля (квантованное волновое образование) - стабильную элементарную частицу.
«...фотон , как и любая другая частица, характеризуется энергией, массой и импульсом.»
« Свет , испускаемый обычными источниками, представляет собой набор множества плоскополяризованных цугов волн, ...»
«Согласно принципу Гюйгенса каждая точка поверхности, которой достигла в данный момент волна, является точечным источником вторичных волн.»
«При равномерном движении частицы эти волны оказываются когерентными и поэтому интерферируют между собой.»
Таким образом, фотон - это элементарное электромагнитное возмущение, которое вместе со вторичными (парциальными) волнами образует волну де Бройля (волновой пакет). Волна де Бройля представляет цуг волн, имеющий длину когерентности, поэтому интерференция может возникать даже при прохождении через щели одиночных фотонов .
«Величина lког называется длиной когерентности или длиной гармонического цуга, ... Например, для видимого солнечного света, имеющего сплошной спектр частот от 4·1014 до 8·1014 Гц, время когерентности примерно равно 10-15 с и длина гармонического цуга примерно равна 10-6 м.»
Свойства фотона являются неожиданными только с идеалистической точки зрения, когда пытаются представить фотон без рассмотрения его полевой структуры, отрицая материальность полевых потоков и не признавая законов электродинамики, по которым протекают полевые процессы. Например, исходя из идеалистических концепций, даже упоминание о токе смещения в дискретной электромагнитной волне - фотоне считается ересью. Как же без тока смещения рассчитывать электромагнитные волны? Только благодаря введению в электродинамику тока смещения удалось представить полевые процессы, протекающие в электромагнитных возмущениях, вывести уравнения и тем самым предсказать существование электромагнитных волн.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Методологическая оценка нынешнего этапа развития науки как революционного должна опираться на конкретный способ рациональной реконструкции истории науки. Способ этот во многом определяется тем, какое структурное образование научного знания выбирается в качестве конкретного целого, качественные преобразования которого могут оцениваться как революционный скачок в науке.
Методология науки как философская дисциплина за последние десятилетия своего существования создала немало моделей развивающегося знания, пытаясь приблизиться к более адекватному пониманию его закономерностей. В работах последних лет критически переосмыслены многие из этих попыток. В марксистской методологии 50—60-х гг. этот подход, у истоков которого стоял П. В. Копнин, был связан с критической переработкой результатов логического анализа естественнонаучного знания, проводившегося в русле различных вариантов неопозитивизма. Выделяя рациональные моменты критикуемых концепций, избегая крайностей присущего им феноменологизма, активно проводя собственные логико-методологические исследования естественнонаучных теорий, советские ученые получили важные результаты на этом пути.
Черты ограниченности традиционной модели развития знания просматриваются прежде всего в отсутствии органичных связей между содержанием теории и ее мировоззренческими и методологическими основаниями. Между тем изучение методологами научных картин мира, систем методологических принципов конкретных наук демонстрировало эту связь весьма убедительно. Правда, рамки отношения “теория — научная картина мира” зачастую оказывались узки, и научная картина мира как форма знания перегружалась всеми возможными типами связей научного знания с его философским и социокультурным контекстом.
Принятая в рамках рассматриваемого подхода гипотетико-дедуктивная модель теории также обнаружила свою ограниченность. В рамках связи теории с экспериментом она приводила к фальсификационизму Поппера с его требованием мгновенного опровержения теории критическим экспериментом. Нестандартная интерпретация гипотетико-дедуктивной модели, определяющая теорию как более или менее дедуктивизированную систему гипотез разной степени общности, представляется более жизненной, однако и она не снимает тех проблем, которые связаны с отрывом теории от фона ее существования.
Такие “одинокие” теории, по выражению П. Фейерабенда, действительно оказываются “несоизмеримыми”, ведь понятия теорий, даже связанных принципом соответствия, имеют смысл только в пределах собственных теоретических систем, а по отношению к другим теориям могут выступать грубыми упрощениями.
Так, основное в квантовой электродинамике как релятивистской теории понятие “квантовое поле” неприменимо в нерелятивистской квантовой механике, и, наоборот, рассмотрение квантовой механикой атома как системы с неизменным числом частиц является грубым приближением, не применимым в предметной области квантовой электродинамики.
Однако вопреки тезису о несоизмеримости содержание разных теорий сопоставлялось в научной практике, а мировоззренческие и методологические основания развития науки все яснее осознавались учеными. Соответственно, изменению подлежала не учитывающая эти обстоятельства методологическая модель знания, несовершенная и вследствие своей ориентации на кумулятивистское понимание его приращения. Это понимание оставляет процессы перехода от эмпирии к теории и от теории к теории рационально необъяснимыми. Упование на психологию творчества, на механизмы интуитивных озарений не снимает необходимости поисков рациональных методологических оснований прорывов в непосредсгвенное усмотрение истины.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рис1 Направление движения возмущения
ЛИТЕРАТУРА
1. Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2.
2. Кузнецов Б. Г. Эйнштейн. Жизнь. Смерть. Бессмертие. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 35 л.
3. Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998.
4. Физика. О.Ф.Кабардин. 1991.
5. Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999.
6. Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996.
7. Квантовая механика. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. 1972.
8. Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995.

Кузнецов Б. Г. Эйнштейн. Жизнь. Смерть. Бессмертие. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 35 л.11стр
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.248.
Общий курс физики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.18.
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.378.
Квантовая механика. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. 1972.С.267.
Физический энциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
Физический энциклопедический словарь. СКАЛЯРНОЕ ПОЛЕ.
Стивен Вайнберг. (Нобелевская премия по физике за 1979год)
Основы физики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.299.
Курс физики. Т.И.Трофимова. 1998. С.381.
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.401.
Физика. О.Ф.Кабардин. 1991. С.224.
Волновые процессы. И.Е.Иродов. 1999. С.241.
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.362.
3