時間波と物質波 =真空中の巨大エネルギー= 追記:2016/02/24 その1 ケプラー型ニュートン力学から表れる条件 電子と陽電子の光子からの対生成 →電気的力で引きあって光速でも抜け出せな い距離は共に kq2/r2=mc2/r より r=kq2/mec2=3×10ー15(m) 核半径 =9×109 × (1.6×10-19)2/9.1×10ー31/(3×108)2 光速渦粒子崩壊しなければ抜け出せない 追記:2016/02/24 その2 電子のコンプトン波長との関係 核力を電気力の数百倍と見積もると抜け出せない範囲は 100~kq2/r2=mc2/r より r=100~kq2/mc2=~3×10ー13(m) 電子のコンプトン波長 λコンプ=7×10ー12(m) 従って核から一旦出た光が再び対生成しても (一旦解放された光速渦が再び渦を巻いても) コンプトン波長以上の外側に電子陽電子対が飛び出す のは難しい。 →原子核から出た光子、対生成する電子はコンプトン 波長程度で振動を繰り返している可能性あり 核中のニュートン力学的不合理 陽子の周りを回る電子もその最高速度(光速c )のとき原子核の半径のオーダーになる。 r=kq2/mec2=3×10ー15(m) 従ってクーロン力での運動では核内電子は存 在できない r<10ー15 で V=√kq2/mer >c 崩壊 →核の中では(核内電子に於いては)クーロン力 (逆二乗)は成立しえないと考えるしかない。 追記:2016/02/24 その3 以下は可能性として10年ほど前に書いた ものです。絶対空間との兼ね合いは考え ておらずケプラー型ニュートン力学との整 合性はまだ不足しています。また電子の大 きさをコンプトン波長程度と見積もった間違 いもありますが、それを抜きにしても量子 力学を見直したとき、可能性としては有り 得るかもとして掲載いたしております。 思考の一過程として、ヒモ理論にも使え る可能性の有る論議として大目に見てい ただければと・・・・・ 作者より 真空中の巨大なエネルギー 「時間波」 相対論とアインシュタインの関係から導出。 基底状態では「時間波」のみコンプトン振動 電子(物質)により相対論的に揺さぶる 電子波(物質波) 、うなりとしての 光波 同時発生 物質波と時間波はローレンツ変換可能 時間波は物質波の基底状態 相対論で用いられる簡単な公式 使用公式 β=運動速度(対光速)として α=√1-β2 γ=1/√1-β2 ローレンツ変換係数 α2 =1-β2 α2 +β2 =1 (cos2θ+sin2θ=1) 1=γ2-γ2β2 1+γ2β2 =γ2 単位双曲線、エネルギー運動量関係 ( 1+tan2θ=1/cos2θ) 設 定 電子波の振動ν電子、電子波の波長 λ電子 V=ν電子λ電子 と置く h;プランク定数、ν;振動数、λ;波長、 m;電子質量、C;光速として コンプトン波長 λコンプ=h/mC、 コンプトン振動数 νコンプ=mC2/h なお νコンプλコンプ=C と仮定。 アインシュタインの関係等 アインシュタインの関係(光、物質共) E=hν、P=h/λ ・・・・・・・・・・・① エネルギー運動量関係 古典的 E古典=P2/2m ・・・・・・・・② 相対論的 E相対2-P2C2=m2C4 ・・・③ E相対 と E古典の間には β≪1 で次の関係 E相対=√m2C4+P2C2≒mC2+E古典 ・・・④ (1)電子(粒子)、相対論の場合 (hν電子)2-(h/λ電子)2C2=m2C4 ディラック方程式の基盤 (永年方程式、波動方程式時空共1次微分等) 1) V=ν電子λ電子=C の仮定で解くと 非成立 左辺=(hν電子)2-(hν電子)2=0 、 右辺=m2C4 ≠0 2)相対論的関係(時空間距離一定等)比較 γ2 - γ2β2 = 1 (β;電子速度、γ=1/√1-β2) E相対2 - P2C2 = m2C4 より (E/mC2)2-(P/mC)2= 1 ∴ E=γmC2、 P=γβmC ・・・・ ⑧ 相対論的エネルギー 相対論的運動量 ( γmC2)2-( γmCβ)2C2=m2C4 ⑧式にアインシュタインの関係①を代入 hν電子=γmC2 、h/λ電子=γmCβ・・・・・⑨ よって ν電子=γmC2/h=γνコンプ ・・・・・・・・ ⑩ λ電子=h/γmCβ=λコンプ/γβ・・・・ ⑪ このとき電子波速度は V電子=ν電子λ電子=C/β・・・・・・・・・・・・・・⑫ 式の意味考察 ⑪式で Cβ=v (電子速度) として λ電子=λコンプ/γβ=h/γmCβ=h/γmv βが十分に小さいとき(γ≒1) λ電子≒h/mv ; ド・ブロイ波 ( λ電子=h/γmv を 相対論的ド・ブロイ波 と再定義 ) 電子波(物質波)速度 ⑫式で V電子=C/β という速度 β=1 ;光速 0<β<1;超光速 β=0;無限大 C/βという速度の世界線 運動電子のローレンツ空間座標と一致 1個の電子を取り巻く電子波はその電子の運動状態 に応じてあたかも瞬時に(時間差なしに)真空すべ てにバラ撒かれているかのよう。 物質波 熱源の系(S系、擬似絶対静止系) Ψ=Aexp(-2πi(X/λ -tν ))・⑫ 電子 電子 ⑫式にX=γ(X‘+βCt’)、t=γ(t‘+βX’/C)代入 また λ電子=λコンプ/γβ 、ν電子=γ νコンプ も戻すと → 電子の静止系(S‘系へローレンツ変換) Ψ=Aexp(-2πi(γ(X‘+βCt’)/λ 電子 -γ(t‘+βX’/C)ν電子)) =Aexp(-2πi(X‘(γ/λ電子-γβν電子/C) +t‘(γβC/λ電子-γν電子))) =Aexp(-2πi(X‘(γ2β -γ 2 β)/λコンプ +t‘(γ 2β 2-γ 2)νコンプ)) =Aexp(2πiνコンプ t‘) ・⑬(時間波のみ) 時間波とは (⑩式) ν電子=γνコンプ という電子波の振動数は 電子が光速に達しない限り存在し続ける ことを意味する。 仮にβ=0でも振動数は消えずコンプトン 振動として残る。ただしこのとき β=0 で 波長、伝達速度ともに無限大 V=C/β=∞ λ電子=V/ν電子=∞ しかし振動数(時間波)だけは有限で残る。 時間波 物質波と時間波は ローレンツ変換可能 時間波は物質波 の基底状態 4.電子の運動と光発生のメカニズム 基底状態に対し電子の運動状態(β>0)は振動数 ν電子=γνコンプ、βが小さければ周りの基底状態の 振動数に対し うなり的効果 が表れる可能性がある。 νうなり=ν電子β-ν電子0=(γ-1)νコンプ=mC2(γ-1)/h よって hνうなり=mC2(γ-1)・・・・・・・・・・・・・・⑭ このνうなり を光の振動数ν光 に対比させると hν光=mC2(γ-1)・・・・・・・・・・・・・・・・⑮ 電子1個のエネルギー遷移(運動エネルギー) が光子1個のエネルギーに置き換わる。 時間波、物質波の合成波と光 光の振動数νと電子速度βの関係 2 hν光=m電子C (γ-1) フォトン 電子 エネルギー エネルギー 5.電子正規分布曲線とプランク輻射の公式 1) プランク輻射の公式 から 正規分布 導出 Edν光=Aν光3dν光/(exp(-iBν光)-1) (A,Bは定数・・⑯) にν光=νコンプ(γ-1)(hν =mC2(γ-1))を代入、 dν光=γ3βdβの関係も用い(a,bは定数) 光 Edβ=aγ3(γ-1)3βdβ/(exp(b(γ-1))-1) プランク方程式から正規分布曲線へ hν=mC2(γー1) 2) 正規分布曲線からプランク輻射の公式 へ 正規分布曲線 E=exp(-(β-βmax)2/2σ)(σ=β変曲点-βmax) のβをνで表すとプランク輻射のグラフを得る。 β2=1-(νコンプ/(ν光+νコンプ))2 さらにβをλで表し、β2=1-(λ光/( λ光+ λ コンプ))2 エネルギ最大時波長 λmax は βmax に対応。 ウィーンの法則( Tλmax=一定 ) T は βmax2/2 に比例 (β≪1の近似) 後者は 熱源電子群の平均運動量を示す。 古典的熱源での温度と運動エネルギーの関係も成立 正規分布曲線からプランク方程式へ hν=mC2(γー1) 6.結論 真空空間には時間関数のみの振動が定常的に存在 これを「時間波」と仮称。「時間波」は コンプトン振動数で振動、波長、速度とも無限大。 (速度無限大は最初から振動が空間に存在することと等価) 電子(物質)の運動は、この時間波を揺さぶりド・ブロイ の 空間波(電子波) と 揺らいだ時間波 を同時放出。 速度はC/βでローレンツ空間軸に一致 揺らいだ時間波は 基底「時間波」 との間にうなり 効果を生じ、 光パルスとして放出 される。 光子エネルギ-hν = 電子エネルギ-の遷移 = 球面パルス波の表面エネルギー 広がりが大きくても小さくても総和は一定 E=hν光=mC2(γ-1) 光子は仮想的で、光は全て波として取り扱える。 パイロット波 物質波は物質粒子のパイロット波となりうる。 光、古典的電子 (1)光の場合 ③式において m=0 相対論的に E=PC の関係。①式充たす。 (2)電子(物質)古典論の場合、①②式より hν電子=(h/λ電子)2/2m・・・・・・・・・・・・・・・⑤ この関係はシュレディンガー方程式の基盤を成す。 ih(∂ψ/∂t)/2π=hν電子ψ ーh2(∂2ψ/∂x2) /4π2 = (h/λ電子)2ψ 1次微分 2次微分 ⑤を V=ν電子λ電子=C という仮定の下に解くと λ電子= h/2mC =λコンプ/2 ・・・・・・・・・・・・・・⑥ ν電子=C/(h/2mC)=2mC2/h=2νコンプ ・・⑦ 朝永振一郎博士 星の光が光が波ならば、星のきらめきを網 膜が捉えて像が見えるまでに数年かかる 光が粒子(光子)ならばエネルギーが十分 で、一瞬にして網膜が捉える →エネルギーが反応に十分な隗になるな ら、固まりそのものはマバラになる。 星の像は見えたり見えなかったり? 真空中に巨大エネルギーが存在し、その 一部を電子が共鳴現象等として利用する ならば、光が波であっても瞬時に星の像を 見ることができる 光電効果も光の共鳴現象として説明可能
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