"© Федор Пи. Электронная оболочка атома по Никитину А.Н."
© Федор Пи. «Электронная оболочка атома по Никитину А.Н.»
Программная модель.
Предлагаю вниманию форумчан программную модель электронной оболочки атома водорода, построенную по монографиям автора Никитина А. Н. и доступным по адресу http://atom21.ru
Программная модель построена на технологии Silverlight и доступна для просмотра браузерами Internet Explorer версии 9 и выше или установки на браузер программной поддержки этой технологии с сайта фирмы Microsoft. Модель доступна по адресу http://btlv.narod.ru/Nikita/Default.html
Внешний вид экранной формы модели в браузере представлен на рисунке.
Заказывать на модели одновременный просмотр множества объектов не следует, так
как мощности компьютера определенно не хватит.
Мой приятель в сети написал мне, что после известной работы Айцюковского различные варианты моделей атомов стали появляться как грибы. Ссылкой на работы автора из такого списка, Никитина А. Н. он поделился со мной http://atom21.ru/Statya.htm
Я мало что понял, в плане наличия базовых основ у его построений. Из чего рождаются его конструкции мне было совершенно непонятно. Потому я написал ему задав вопросы об аксиоматике его построений, а также конкретных значениях используемых физических величин. Он ответил мне, что готовит новую публикацию в которой даст конкретные цифры. И вот эта его новая монография много что прояснила мне в понимания его подхода объяснения устройства мира. http://atom21.ru/Statya3.htm
Физики убеждены, что основа мира материальна и более ничего кроме материи и ее свойств не нужно. Говорить им, что кроме материальной существует также и нематериальная информационная субстанция - бесполезно. Для меня, математика-прикладника, информационная составляющая вещи имеет не менее важное значение чем ее материальный носитель.
Модель атома водорода.
В физике накоплен очень большой экспериментальный материал спектров атомов. В частности для атома водорода имеются данные серий частот фотонов, испускаемых и излучаемых атомами. Эти данные как раз и представляют собой информационную субстанцию и являются основой для определения структуры атома. На экспериментально полученные данные спектрографии атомов как раз и делается Никитиным опора, а началом поиска послужили результаты полученные Ф. М. Канаревым («Физхимия микромира.»).
Электрон и протон у Канарева (в первом приближении) являются вращающимися торами. Канарев предлагает формулы расчета спектра атома в зависимости величин энергии связи. К сожалению, значение параметра энергии связи электрона с ядром мало что говорит о пространственных и временных характеристиках электрона.
В отличие от Канарева, Никитин описывает структуру электронной оболочки атома, квантованную по пространству (позиции и радиуса электрона) и времени (частоте вращения), также основываясь на экспериментальных данных спектрографии атомов.
Схема электронной оболочки атома интересна тем, что Никитин не противоречит, а лишь конкретизирует геометрию электронных облаков модели классического подхода. У него в схеме по-прежнему имеются разделенные на уровни типы электронных облаков s, p, d, f, g, h, и т. д.
По образованию я не физик, а программист-математик, потому моя стихия - это геометрия движущихся форм. Построить демонстрационную программу визуализации структуры, описываемой Никитиным, не вызывает для меня большой сложности. Тем более, что его результаты совершенно не противоречат моим предыдущим поискам, а лишь значительно уточняют детали. Электронная оболочка атома у Никитина имеет приплюснутую с экваторов форму, а у меня в модели форма сферическая. На рисунке ниже представлены электроны из графической части экранной формы моей программной модели. Геометрия электронных облаков на рисунках отличается, но это для программной модели не очень существенно, так как при наличии уточняющих данных может быть перестроена.
Предлагаемая структура электронной оболочки атома, по-моему, позволяет разрешить и другие теоретические вопросы. Например, иметь на уровне нескольких электронов одного типа, гибридизацию различающихся по типу электронов, межатомное валентное связывание электронов.
Координатная система атома.
У Никитина, тяжелый тор протона (на рисунке ниже сине-красное кольцо) имеет надетый на тор позитрон (красное кольца), который вращается ортогонально, а также вдоль кольца тора. Протон обладает электрическими и магнитными свойствами. (За объяснениями следует обратиться к монографиям автора.)
Такая структура протона, при наличии метки на кольце тора, позволяет иметь для всей структуры атома трехмерную декартовую пространственную координатную систему. Первая координатная ось расположена в экваториальной плоскости тора с ориентацией от метки к центру и от центра кольца тора. Вторая координатная ось расположена также в экваториальной плоскости тора и ортогональна первой оси. Третья координатная ось ортогональна экваториальной плоскости.
В схеме протона Никитина меня более занимает не вопрос «Откуда автор взял эту конструкцию?», а привлекает неизбежность порождения у структуры декартовой координатной системы. Оси этой координатной системы следует именовать не латинскими буквами “x”, “y” и “z”, а русскими буквами «д», «у» и «х», которые совместно читаются как русское слово «дух». Ось «Д», проходящая из точки начала системы «М» через центры масс протона и электрона, ответственна за ритм функционирования конструкции, совмещая в себе смыслы дискретности и непрерывности.
На рисунке ниже, копии графической части экранной формы программной модели, протон изображен маленьким оранжевым шариком в центре системы координат. Первая координатная ось имеет цвета красный и голубой. Вторая координатная ось имеет цвета зеленый и фиолетовый. Третья координатная ось имеет желтый цвет.
Мера пространства и времени.
Вверх и вниз вдоль третьей (желтой) координатной оси, ортогональной экваториальной плоскости тора протона, располагаются квантованные позиции уровней s-электронов. Уровень 1s соответствует расстоянию электрона от ядра атома находящегося на первой Боровской орбите и ниже которой электрон упасть не может по причине отталкивания магнитных сил. Радиус тора электрона на этой орбите равен высоте орбиты. Позиции электрона на других s-уровнях квантованы по этому расстоянию и по значению равняются квадрату номера уровня. Радиус вихря электрона на более высоких орбитах увеличивается кратно номеру орбиты. Скорость вращения электрона на орбите 1s также является мерой скорости вращения электронов находящихся на более высоких орбитах. На более высоких орбитах скорость вихря электрона уменьшается в кратное номеру орбиты раз.
Только такие соотношения радиусов и скоростей обеспечивают устойчивость орбит электронов. Такие выводы следуют из экспериментальных данных спектрографии. За более детальными объяснениями следует обратиться к автору.
Величина радиуса электрона для атома водорода на первой Боровской орбите имеет значение 5.2917720859*E-11 м. Значение величины скорости вращения электронного вихря на первой Боровской равняется 2187299 м/сек. Частота вращения 6.5761763*E+15 Гц.
Например электрон находящийся на орбите 3s- будет иметь (по Никитину) больший в три раза радиус и иметь меньшую в три раза скорость по отношению к величине радиуса и величине скорости электрона на уровне 1s-.
На рисунке представлены калиброванные электроны находящиеся на s- позициях уровней с 1-го по 5-ый. Риски на s-оси являются метками пространственной линейной меры, соотнесенные с первой Боровской орбитой. Кольцевые дуги соответствуют границам электронных уровней, внутри которых располагаются орбиты электронов. Ниже фиолетово-зеленой оси, т.е. с другой стороны по отношению к плоскости вращения протона, находятся парные s-электроны, не показанные на рисунке и не моделируемые демонстрационной программой.
Вращаясь на орбите электроны колеблются образуя зону сферы непроницаемости, которая моделируется в демонстрационной программе окружностями черного цвета.
Визуализация различной скорости вращения электронного вихря на разных орбитальных уровнях реализуется в демонстрационной программе использованием метки в виде кружка, движущегося вдоль кольца электрона. По причине кратности радиусов и кратности скоростей вращения электронные метки периодически выстраиваются в линию.
Испускание электроном фотона.
Электрон, падая на протон с орбитального уровня ns- на самый нижний уровень 1s- излучает фотон, который (по Никитину) представляет собой фронт возбуждения эфирной среды. Механизм формирования фронта фотона смотрите в монографиях автора.
Длина волны излученного фотона (lambda_f ) определяется по формулам
lambda_f = C / nu_f // расчёта длины волны излучённого фотона
nu_f = (nu_1 - nu_N) / 2 // расчёта частоты излучённого фотона
где С = 299792456.2 м/сек - скорость света
nu_1 = 6.5761763*E+15 Гц - частота электрона на 1-ой Боровской орбите
Для уровня 2s- получаем значение lambda_2 = 1215.67*E-10 м. Далее получаем значения:
lambda_3 = 1025.72*E-10 м,
lambda_4 = 972.53*E-10 м,
lambda_5 = 949.74*E-10 м,
lambda_6 = 937.80*E-10 м,
lambda_7 = 930.748*E-10 м,
lambda_8 = 926.22*E-10 м, . . .
Полученный ряд значений соответствует экспериментально полученным значениям спектральных линий атома водорода серии Лаймана.
Конечно, взаимосвязанность серий спектральных линий атома и переходы электронов в предлагаемой геометрия электронных облаков совсем неочевидна. Эту связанность возможно продемонстрировать на уровне формул, а также на программной модели. Моделирование фронта фотона в эфирной среде может являться темой другой демонстрационной программы.
Модель электронов p-, d-, f-, g- типа.
На первом электронном уровне на полусфере возможно расположение только одного s-электрона. На втором электронном слое возможно расположение одного s- и трех p-электронов. На рисунке ниже показаны 1s-, 2s- (синие) и 2p- (голубой) электроны. На каждом слое-уровне все электроны имеют одинаковый радиус и одинаковую собственную частоту вращения кратную номеру уровня. Центры вращения электронных вихрей p-электронов смещены на некоторое расстояние от S-оси и колеблются в пределах электронного слоя. На рисунке плоскость вращения вихря p-электрона ориентирована симметрично позиции протона в центре координатной системы.
p-электроны кроме собственного вращения имеют еще круговое вращение вокруг s-оси и тем самым формируя зону непроницаемости, имеющую форму тора. Схематически такая зона непроницаемости показана на рисунке ниже линиями черного цвета. Скорость кругового вращения p-электрона изменяется в долях собственного вращения 1s-электрона кратных номеру слоя. В пределах зоны непроницаемости p-электрона, самом близком к s-оси, возможно расположить максимально, не мешающих друг другу, три электронных вихря.
Электронные облака d-, f-, g-, и т.д. находятся на электронном слое-уровне еще дальше от s-оси. Аналогично p-электронам они имеют круговое вращение вокруг s-оси, при этом величина круговой скорости уменьшается кратно номеру слоя и шагу подуровня.
Конкретные значения скоростей вращений можно видеть в монографии автора. На примере работы демонстрационной программы можно наблюдать значения этих кратностей. На рисунке ниже можно видеть схему расположения различных типов (s-, p-, d-, f-, g-) электронов в слоях электронного облака атома.
На рисунке ниже можно видеть позиции этих электронов при виде сверху после истечения некоторого времени.
Траектория движения метки электрона.
На программной модели можно наблюдать траекторию движения метки на вихре электрона при круговом движении вокруг s-оси. На рисунке ниже можно видеть пример траекторий метки на уровнях 2p и 2d при видах сверху и сбоку.
В этой части получающиеся у меня траектории реализующие заявленные скорости кругового движения не совпадают по количеству витков с заявленным количеством витков автором.
Причину несовпадения, по-видимому, следует выяснять совместно с автором.
* * *
Максимально возможно количество электронов на подслое слоя в классическом варианте модели атома нечетно. Для s- подслоя это количество равняется 1-му электрону. Для p- подслоя это 3 электрона. Для d- подслоя это 5 электронов. И т. д. Геометрически возможно также иметь четное количество электронов на подслое, но для этого требуется гибридизация двух соседних подслоев.
Механизмом межатомного связывания может служить согласованное вращение их валентных электронов, располагаемых в верхнем слоя оболочки.
* * *
26 августа 2014 г.