A jelenlegi modern fizika több mint 100 éves. Ma már inkább gátja, mint segítője a tudomány fejlődésnek. Szükség van tehát egy új fizikára. De milyen is lesz ez az új fizika? Erre keressük a választ.
"Na hogyan mozog az elektron a proton körul, Bohr szerint és szerinted?"
Nyugodj meg Gyula, el tudom mondani.
Bohr szerint az elektron kering az atommag körül, de fény nem sugároz.
Néha átugrik egyik pályáról a másikra, és ha alacsonyabb energiájú pályára ugrik, akkor kisugároz egy adag fényt.
Szerintem az elektron nem ugri-bugrál.
Az elektronok nagy sebességgel keringenek az atommag örül, és így egy stabil formációt hoznak létre, de alapból nem sugároznak fényt. Gerjesztés hatására az elektronok átrendeződnek egy másik formációba, de ez nem stabil. Egy idő után visszarendeződnek az eredeti alapállapotba, és ekkor keltik a véges hosszúságú hullámsorozatot. Utána megint stabil állapot következik fénykibocsátás nélkül. És ez így ismétlődik.
Ezért a fénykibocsátás szakaszos (impulzusos) lesz, nem folyamatos.
Mi mégis folyamatosnak látjuk, mert milliónyi atom fénykibocsátását látjuk egyszerre.
Ez előzőekben említettem, hogy a fotont el kell felejteni.
De ha nincs foton, akkor miből áll a fény? - kérdezhetnék.
Nos, a válasz egyszerű. A fény hullámokból áll, de nem folytonos, hanem szakaszos hullámokból.
Ezt már 1913-ban (több mint 100 éve) kiderítette Bohr, amikor bemutatta az atommodelljét.
Bohr szerint (amelyet azóta sem cáfoltak), a keringő elektron alapból nem sugároz fényt. Csakis akkor sugároz, amikor "pályát vált".
Vagyis egy atom által keltett fénysugárzás arra a rövid időre korlátozódik, amíg az elektronburok átrendeződik. Utána hosszabb szünet következik. Ha a gerjesztés fennáll, akkor a folyamat ismétlődik. Ennek az eredménye, hogy a fényhullámok szakaszosak lesznek.
Az atom kibocsát egy hullámsorozatot, ami időben kb. 10 nanoszekundumig tart, így a hullámsorozat térbeli hossza kb. 3 méter lesz. A hullámsorozat több millió rezgésből áll.
A hullámot úgy kell elképzelni, mint egymásba ágyazott, egymást követő felfúvódó lufikat, vagyis a tér minden irányába táguló gömbhéjakat, ahol a lufik vastagsága a 3 méter. A felfúvódó lufik középpontjában van a fényt keltő atom.
Ennek magyarosan a vézer nevet adhatjuk, az angol wave és series szavakból képzett mozaikszó alapján. WAve + SERies = WASER , amit magyarul vézer -nek ejtünk.
Tehát a fény nem foton-részecskékből áll, hanem gömb alakban táguló szakaszos hullámsorokból, amelyek szétterjednek a tér minden irányába. Ezt a verziót messzemenően alátámasztják a kísérletek, és ezzel tökéletesen megmagyarázható az összes fényjelenség.
A jövő fizikája tehát elfelejti a titokzatos fotont, és helyébe a valóságos hullámsorozat, a vézer lép.
Megértem, hogy sokan idegesek a foton elvesztése miatt.
Az előzőekben bemutattam, hogy nem kell foton a fényelektromos jelenség magyarázatához. Ezzel kiütöttük a foton létezésének leginkább favorizált "bizonyítékát". Ha nem kell foton a fényelektromos jelenséghez, akkor felvetődik az a kényes kérdés: a többi fényjelenséghez sem kell foton?
És valóban nem kell. Minden ma ismert fényjelenségnek megvan a hullámelméleti magyarázata, a kettős töréstől a fénynyomásig. A fotonra már semmi szüksége sincs a jövő fizikájának.
El kell búcsúznunk a fotonoktól.
Egyeseknek ez nagyon fájdalmas búcsú, mert alapjaiban kérdőjelezi meg a fény természetére vonatkozó 100 éves dogmát. Kiderült, hogy a fénynek nincs kettős természete, mert semmi köze a részecskékhez, tisztán hullámtermészetű.
De a foton kiesése fájdalmas a kvantummechanikusok számára is, hiszen ők a 4 kölcsönhatás egyikének, az elektromágneses kölcsönhatás közvetítő részecskéjének tekintik a nem létező fotonokat. Ha nincs foton, akkor ez a magyarázat is bukik.
Szóval a fotonok kivonulása miatt borul a "modern" fizika nagy része, amit nem tudnak elviselni azok, akiket a "modern" fizika fotonjaival butítottak évtizedeken keresztül.
Úgy érzik, hogy becsapták őket, a tudásuk valójában semmit sem ér.
Még ettől is rosszabb helyzetben vannak az Einstein hívők, hiszen a fotont Einstein találta ki, és a fotonos magyarázatért kapott Nobel díjat. Ha mindez tévedés volt, akkor...
"sikerült a határfrekvenciánál alacsonyabb frekvenciájú fénnyel is elektront kiváltani. Ha a fényhullám az alapfrekvencia mellett tartalmaz felharmonikusokat is, abban az esetben létrejöhet a rezonancia a felharmonikus frekvenciáján. Ekkor a felharmonikus frekvenciának kell a határfrekvencia felett lennie, az alapfrekvencia lehet alatta is."
De az a fény, ami "felharmonikusokat" tartalmaz, már koránt sem monokromatikus. Viszont a küszöbfrekvencia alatti elektronkiváltás monokromatikus fénnyel is létrejöhet, persze kis intenzitással. (Sőt még bármi fény nélkül is.) A kvantumelektrodinamika alapján mindez nagy pontossággal magyarázható, ha te nem is tudsz róla.
Viszont a te rezonanciás elnyeléseddel még a küszöbfrekvencia feletti elektronkiváltást se voltál képes értelmezni, kvalitatíven se. Noha ez messze sokkal nagyobb intenzitású jelenség, mint a küszöbfrekvencia alatti.
A te szövegeid minden konkrét tudás nélküli ömlengések, puszta ígéretözönök!
Ilyenfajta motivációs esszéket szoktak íratni a gyorstalpaló menedzserképzők diákjaival.
Mind erre a sémára épül:
"Van nekem egy biciklivel kapcsolatos világraszóló találmányom, sok pénzt lehet majd keresni vele, a lényegét viszont majd később fogom kitalálni."
A hullámszakaszokból álló fény erőssége nem a hullám amplitúdótól függ, hanem a fényforrásból időegység alatt kiáramló hullámszakaszok számától (több hullámszakasz - nagyobb fényerősség). Ez alapján már érthető, hogy a kilépő elektronok száma miért nő meg, ha növeljük a fényerősséget: a több hullámszakasz több elektront vált ki.
Az is világossá válik, hogy miért lesz a a kiváltott elektronnak nagyobb az energiája, ha nagyobb frekvenciájú (nagyobb energiájú) hullámszakasz váltja ki az elektront. A nagyobb energiájú fény magasabb pályára tudja emelni az elektront, amely így képes elhagyni az atomot. A többlet pedig a kilépett elektron energiáját növeli.
Az előbb elmondottakból az is következik, hogy a fényhullám nem ütközés révén adja át az energiáját az elektronnak. A fény hullámterében lévő elektronok energiát tudnak felvenni a hullámtérből, ha az elektron rezgési frekvenciája megegyezik a hullámtér frekvenciájával. Az energiaátadás rezonancia útján valósul meg.
Tehát a fényelektromos hatás értelmezéséhez egyáltalán nem szükséges, hogy a fénynek részecsketermészetet tulajdonítsunk. A fotonok (amelyekről amúgy sem tudja senki, hogy micsodák) feleslegesek a fényelektromos jelenség magyarázatához.
Ezen a véleményen van például Varró Sándor is:
„Megjegyezzük, hogy a későbbi szemiklasszikus elméletben (melyben az elektront kvantummechanikával, a fényt pedig klasszikus Maxwell-térrel írjuk le) a fenti Einstein-féle formula egyszerűen az elektron energianövekedését kifejező kvantummechanikai rezonanciafeltétellel azonos. Tehát valójában nem szükséges a fénykvantumok fogalmát bevezetni, mégis a tömörség kedvéért azt mondjuk, hogy … “az elektron abszorbeált egy fotont”. „
A legújabb kutatási eredmények szintén a hullámelméleti magyarázatot támasztják alá. Ugyanis sikerült a határfrekvenciánál alacsonyabb frekvenciájú fénnyel is elektront kiváltani. Ha a fényhullám az alapfrekvencia mellett tartalmaz felharmonikusokat is, abban az esetben létrejöhet a rezonancia a felharmonikus frekvenciáján. Ekkor a felharmonikus frekvenciának kell a határfrekvencia felett lennie, az alapfrekvencia lehet alatta is. Így mégiscsak megtörténhet az elektronkiváltás a küszöbfrekvencia alatt is, ahogyan azt ténylegesen tapasztaljuk is.
Ez azonban homlokegyenest ellentétes a fotonelmélettel, mert a határfrekvencia alatti foton nem rendelkezik elegendő energiával az elektron kiváltásához, tehát nem válthatna ki elektront. A tapasztalat szerint azonban mégis megtörténik a kiváltás, amely a hullámelméletet igazolja.
Világosan látható, hogy fotonok nem kellenek a fényelektromos jelenség magyarázatához.
A fényelektromos jelenséget tekintik a fény részecsketermészete és a fotonok létezése melletti legfontosabb bizonyítéknak. Mindjárt látni fogjuk, hogy nem az, mert a szakaszos hullámelmélettel magyarázható meg igazán a jelenség.
A fényelektromos hatást Wilhelm Hallwachs (1859-1922) és Heinrich Hertz (1857-1894) német fizikusok fedezték fel 1888 körül. Megfigyelték, hogy ha egy fémlemez felületét ultraibolya fénnyel világítják meg, akkor a lemezből elektronok lépnek ki. A jelenséget részletesen Lénárd Fülöp (1862-1947) osztrák-magyar fizikus kezdte kutatni 1896 körül, aki korábban Hertz asszisztense volt. 1902-ben publikálta kísérletei eredményét, amelyek megmutatták, hogy:
- A kilépő elektronok száma a megvilágítás erősségétől függ (erősebb fény - több kilépő elektron).
- A kilépő elektronok sebessége (energiája) pedig a fény frekvenciájától függ (nagyobb frekvencia - nagyobb energia).
- Ha a megvilágító fény frekvenciáját folyamatosan csökkenti, akkor egy határfrekvencia alatt megszűnik az elektronkiváltás.
- A határfrekvencia felett azonnal megindul az elektronok kilépése, nagyon gyenge fénynél is.
Mint említettük, ekkoriban még nem volt ismert a Bohr-féle atommodell, amely csak később, 1913-ban látott napvilágot. Így Lénárd – ugyanúgy, mint Planck – még folyamatos hullámnak tekintette a fényt. Miért lényeges ez? Azért, mert a folyamatos fény erősségét a hullám amplitúdója határozza meg. Folyamatos fényt feltételezve az volt várható, hogy erősebb megvilágítás (nagyobb amplitúdójú hullám) nagyobb energiájú elektronokat fog kiváltani a fémlapból. De a kísérlet nem ezt mutatta. Lénárd azt tapasztalta, hogy ha növelte a megvilágítás erősségét, akkor a kilépő elektronok energiája nem növekedett meg, viszont több elektron lépett ki a fémlapból. Tehát a tapasztalat ellentmondott az elméletnek. Lénárd ezt a rejtvényt nem tudta megfejteni, de nem is tudhatta, mivel ekkor még a fényt folyamatos hullámnak tekintette mindenki.
A kísérletek idején éppen Lénárdnál gyakornokoskodott Mileva Marič, aki néhány évvel később Einstein első felesége lett. Így Einstein jól ismerte Lénárd kutatásait felesége révén. 1905-ben publikálta tanulmányát, amelyben a fényelektromos jelenség magyarázatát Planck fénykvantumjának „továbbfejlesztett” változatával adta meg. Einstein a fénykvantumot egy kompakt, pontban lokalizált részecskének tekintette, mert ekkor még ő sem tudhatta, hogy a fény valójában szakaszos hullám. Einstein elképzelése szerint, amikor a fény a fémlapra esik, a fotonok nekiütköznek a fém elektronjainak és ütközéskor átadják energiájukat az elektronoknak. Egy foton az energiáját ütközéskor egyetlen elektronnak adja át teljes egészében. Amennyiben a foton által átadott energia nagyobb, mint a fémre jellemző kilépési munka, akkor az elektron kilép a fémlapból. A fennmaradó energia pedig a kilépő elektron mozgási energiáját növeli.
1905-ben – ahogyan Planck és Lénárd sem – még Einstein sem ismerhette Bohr 1913-as atommodelljét. Ha ismerte volna, akkor bizonyára egészen más eredményre jut. Mivel már tudjuk, hogy a fény hullámszakaszokban születik és így is terjed, a fényelektromos jelenséget meg tudjuk magyarázni a szakaszos hullámelmélet segítségével, és nincs szükségünk a fotonokra.Lássuk mi a helyes magyarázat!
"A régi fizika szerint az elektronokat a fény fotonjai ütik ki a helyükről, amikor összeütköznek, mint két billiárdgolyó."
Ilyet egyetlen fizikus se képzel. Ez csak egy kisiskolás szintű mese, ahol te megrekedtél. S ebből a békaperspektívából képzeled kritizálni a fizikát. Sokat kellene még tanulnod a kvantumelektrodinamika megértéséhez, egyelőre még egy középiskolai szintet se értél el.
