by ceasar Comment Closed
Количество просмотров: 0

(zenodo.org)

Введение

Современная физика рассматривает элементарные частицы как объекты, обладающие как корпускулярными, так и волновыми свойствами. В релятивистской механике энергия частицы определяется выражением:

Эта формула показывает, что энергия частицы растёт при увеличении импульса. Однако, если частица является замкнутой волновой структурой электромагнитной волны и стоячей волны в пространстве, созданной распространением электромагнитной волны, то её энергия должна сохраняться внутри системы. Это приводит к важному вопросу: как изменение скорости влияет на внутреннюю структуру волны?

Длина волны де Бройля и перераспределение энергии

Согласно гипотезе де Бройля, движущаяся частица обладает ассоциированной волной с длиной:

где — постоянная Планка, а — импульс. Увеличение скорости ведёт к росту импульса, а значит, к сокращению длины волны. Это означает, что при ускорении частицы её волновая структура сжимается, изменяя распределение энергии внутри самой системы.

Частица как замкнутый объект

Если частица — это волновая структура, локализованная в пространстве, то её энергия не должна изменяться, а лишь перераспределяться. Тогда:

  • Для внешнего наблюдателя энергия частицы растёт за счёт роста импульса.
  • Внутри системы частицы энергия остаётся неизменной, изменяя лишь свою конфигурацию.

Если импульс увеличивается с ростом скорости, то второй член должен уменьшаться, чтобы общий баланс энергии оставался неизменным. Это означает, что сокращение длины волны де Бройля — не просто следствие движения, а механизм перераспределения энергии внутри частицы.

Вывод уравнения энергии

Если принять, что энергия частицы при изменении её скорости движения сохраняется, то в этом случае должно происходить её перераспределение между волновыми компонентами в пространстве и вдоль сферы. Мы опять же получим уравнение окружности, подобное уравнению при выводе преобразования Лоренца:

Перепишем второе слагаемое:

Тогда:

Вынесем m₀²υ²c² в первом слагаемом:

А теперь раскроем дробь:

Тогда:

Таким образом, в итоге мы получаем тот же результат, что и стандартное релятивистское выражение, но подчёркиваем разбиение энергии на два вклада:

  • Один зависит от скорости и напоминает кинетическую энергию,
  • Второй уменьшает внутреннюю энергию частицы по мере её разгона.

Если рассматривать уравнение для энергии в виде:

То становится понятно, почему фотон формально не имеет массы покоя. Правильнее будет сказать, что слагаемое, отвечающее за эффективную массу:

будет стремиться к нулю.

Следствия

Этот вывод подтверждает, что энергия частицы не меняется при ускорении, а лишь перераспределяется:

  • Первый член выражает кинетическую энергию, зависящую от импульса.
  • Второй член уменьшает внутреннюю энергию частицы по мере роста скорости.

Таким образом, движение частицы можно рассматривать как процесс деформации её волновой структуры, что естественным образом приводит к релятивистским эффектам без изменения общей энергии системы.