Структурная организация света
263
Глава 2. Структурная организация света
2.1. Структура фотона
В процессе проведенных различными авторами исследований были выяснены основные свойства света и его элементарной составляющей - фотона. Свойства эти таковы [1].
1. Наименьший элемент света - фотон несет в себе энергию, которая согласно закону Планка пропорциональна частоте:
Е = hv, (2.1)
где h = 6,62-10-34 Дж-с - постоянная Планка
2. Свет, излученный атомом, поляризован. Свет не поляризован в обычном луче (круговая поляризация), поскольку различные атомы излучают свет в различные моменты времени и отдельные порции света излучаются независимо друг от друга.
3. Фотон как частица не имеет электрического заряда.
4. Фотон может обладать одним из двух значений спина: либо + 1, либо - 1.
5. Свет обладает давлением, следовательно, фотоны обладают массой.
6. Фотоны локализованы в пространстве, распространяются в вакууме прямолинейно и обладают постоянной скоростью, что делает их подобными потоку частиц.
7. Свет обладает свойствами интерференции и дифракции, что позволило считать фотоны волнами.
8. Параллельно ориентированные фотоны интерферируют, а взаимно перпендикулярно поляризованные фотоны не интерферируют.
Все ранее разработанные различными авторами модели фотона не удовлетворяют по совокупности перечисленным свойствам, созданные же теории ограничиваются не противоречивым описанием свойств фотона и света в целом, но
264
Глава 2.
не вскрывают структуру фотона и не объясняют, почему свет обладает именно такими свойствами.
Кроме того, обнаружено еще одно свойство, которому пока не придано должного значения: хотя свет и электромагнитные волны считаются явлениями одного порядка, поскольку они распространяются с одинаковой скоростью (других аргументов в пользу этого утверждения практически нет), то затухание их в пол Дело в том, что затухание света в полупроводящей среде (морской воде) оказалось полностью не соответствующим закону затухания плоской электромагнитной волны в такой среде.
Как известно, плоская электромагнитная волна затухает в полупроводящей среде в соответствии с законом Максвелла как
/Ло/ЛОЮ
(---) 1/2 r
2
Н = Но е . (2.1)
Здесь Но - напряженность магнитного поля на поверхности раздела сред, например, на поверхности морской воды; л - относительная магнитная проницаемость среды; о - проводимость среды; rn = 2nf f - частота электромагнитной волны; r - расстояние от поверхности раздела сред. что
Практика обнаруживает полное подтверждение указанной формулы затуханию плоской радиоволны в морской среде и полное расхождение ее с затуханием света в прозрачной морской воде.
При проводимости морской воды 1 Ом-1' м-1 на частоте 1 мГц практически полное затухание электромагнитной волны происходит на глубине в 3 м. Учитывая, что затухание волны происходит пропорционально корню квадратному от частоты, или
Г1/Г2 = Vf2fT)
(1.2)
