Моделирование опыта Штерна-Герлаха кольцевыми магнитами (jpg, htm)



Соберём из двух кольцевых магнитов модель
парагелия и подвесим на нитке.




Внешнее поле будем создавать
магнитом из детского конструктора.
Красным и зелёным цветом раскрашены
разные магнитные полюса внешнего магнита.



При отсутствии внешнего поля модель атома
располагается в начале системы координат



От южного полюса модель атомного изомера
NS-SN отталкивается



К северному притягивается. Это значит, что
к южному будет притягиваться модель атомного
изомера SN-NS

Обратите внимание, что притягиваясь, модель
атома смещается больше, чем отталкиваясь.



Это объясняет "носик" на оригинальной фотографии
из статьи Штерна и Герлаха (показан красным цветом).

Почему же при движении в магнитном поле вблизи
внешнего магнитного полюса S изомер NS-SN отталкивается,
но не поворачивается к нему северным полюсом?

Дело в том, что у конструкции NS-SN 2 полюса N.
Стало быть атомный диполь находится в состоянии
безразличного равновесия. Вообще говоря, это
равновесие было бы устойчивым, если бы не наличие
собственного электрического дипольного момента,
который, способен удерживать магнитный диполь в
состоянии равновесия, переводя его из безразличного
в устойчивое.

Чтобы убедиться в том, что электрический диполь
сильнее встречных магнитных, достаточно сделать
расчёт. Электрический диполь слабее магнитных
в ~430 раз (по расчёту Mikegor), но они ориентированы
встречно, т.е. наблюдается более быстрый спад
напряжённости магнитного поля, чем электрического.

Этот эксперимент показывает, что макромодели электронов
(кольцевые магниты) ведут себя так же, как реальные
атомы в опыте Штерна-Герлаха, объясняя его наглядно
с позиций классической физики.



Схема опыта

***
1 декабря 13:26

Mikegor: Имеем два магн. диполя +M -M на малом разнесении R, порядка
2 ангстрем. Ориентация либо SNNS либо NSSN - два изомера. Добавим
теперь эл. диполь, будут снова два изомера +SNNS- и +NSSN- (т.к.
-SNNS+ это просто другая простанственная ориентация +SNNS-, в общем
2*2=2).

Поскольку противонаправленные магнитные моменты помещены на очень
малом расстоянии, сила магнитная будет очень мала, намного меньше
электрической (ниже это будет сосчитано). Сила Лоренца будет
ориентировать все эл.диполи примерно одинаково, устойчиво, так чтобы
их "растягивало", поперек силовых линий.

Магнитное поле примерно вертикально, направлено по z и неоднородно.
В силу неоднородности поля, силовые линии обязаны немного расходится
в сторону его ослабления, поскольку поток поля через замкнутую
поверхность равен 0. На расстоянии R поперек силовых линий будет угол
расхождения силовых линий a.

Компонентра электрической силы вдоль z (за счет расхождения силовых
линий поля) будет

Fe = e*V*B*a (в приближении малого a)

А магнитная сила будет

Fm = M*a*dB/dz

(Она может быть как с плюсом так и с минусом для разных изомеров).

Оценим градиент поля dB/dz как В/Z, где Z - это характерный масштаб
изменения поля. Сравним величины

e*V*B*a и М*B*a/Z

В*a сократим, останется

e*V и M/Z

Величина Z в экспериментах порядка сантиметров, пусть будет 1 см = 10^-2 м.

Тогда

e*V = 8*10^-17 А*м

M/Z = 9*10^-22 А*м

Значит, электрическая сила будет здесь на 5 порядков забивать магнитную,
и разные изомеры будут тянуться одинаково в сторону увеличения поля с
очень-очень малой разницей.

***

mikegor 20051202  13:12  

Если два магнитных момента разнесены на расстояние R, а характерный
пространственный масштаб изменения магнитного поля Z, то притяжение/
отталкивание би-диполя будет отличаться от притяжения/отталкивания
одного диполя на фактор R/Z. В Вашем модельном эксперименте R=2мм,
а Z=2см. R/Z=0.1, поле одного магнита ослабится примерно в 10 раз,
что для сильных магнитов не проблема. В атомах Z=2*10^-10 м, а Z
пусть будет 2мм, значит R/Z=10^-7. Даже если Z=0.2мм, R/Z=10^-6.
Магнитные поля настолько будут ослаблены, что их эффект практически
исчезнет.  

Кушелев: -Диамагнитные свойства как раз и проявляются в шестом знаке!

***
 
Пламя свечи (продукт сгорания -
диамагнетик) выталкивается
из магнитого поля. 

***
20051203 01:10

Mikegor: ... По хорошему там стоит типа 2*sin(a/2)

Кушелев: А по-моему там должен быть косинус. Ведь при нулевой длине диполя
суммарная сила Лоренца перпендикулярна направлению электрического диполя,
не так ли? Стало быть косинус. А Вы пишите синус, как будто бы она
параллельна...

***
Кушелев: Жиганов, а как бы Вы оценили длину наведённого электрического
диполя в атоме гелия, который летит в магнитном поле, напряжённостью
100 Тл, со скоростью 500 м/сек?

Т.е. расстояние, на которое сдвинулось ядро атома гелия по отношению
к центру симметрии его электронной оболочки.

Может быть это 0.1А, а может 0.001А?

***
Кушелев:
А теперь надо правильно рассчитать сумму сил Лоренца, которая смещает
все изомеры в одном направлении.

Какая там правильная формула с косинусом или квадратом получается?

20051203
Алексей Егоров:
Я попытался найти силу Лоренца, действующий на эл. диполь, не нашел.
Придется вывести.

Запишем покомпонентно силу Лоренца (в СИ)
для заряда Q

Fx=Q*(Vy*Bz-Vz*By)
Fy=Q*(Vz*Bx-Vx*Bz)
Fz=Q*(Vx*By-Vy*Bx)
(1)

Для определенности, будем считать что скорость направлена вдоль оси y:

Vx=0
Vy=V
Vz=0
(2)

Тогда получается:
Fx=V*Q*Bz
Fy=0
Fz=-V*Q*Bx
(2)

Для эл. диполя D=(Dx,Dy,Dz) сила выводится заменой Q*Bx и Q*Bz на
производную Bx и Bz соответственно по направлению диполя D, т.е.

Fx=V*(Dx*d(Bz)/dx+Dy*d(Bz)/dy+ Dz*d(Bz)/dz)
Fy=0
Fz=-V*(Dx*d(Bx)/dx+Dy*d(Bx)/dy +Dz*d(Bx)/dz)
(3)

где o - операция скалярного произведения

Вслучае опыта ШГ магнитное поле не изменяется вдоль напраления
движения атомов, т.е.
d(Bx)/dy=0
d(By)/dy=0
d(Bz)/dy=0
(4)

Откуда (3) запишется в виде:
Fx=V*(Dx*d(Bz)/dx+Dz*d(Bz)/dz)
Fy=0
Fz=-V*(Dx*d(Bx)/dx+Dz*d(Bx)/dz )
(5)

Из уравнения Максвелла rot(B)=0 следует:
d(Bz)/dx=d(Bx)/dz
(6)

Из уравнения Максвелла div(B)=0 следует:
d(Bx)/dx=-d(Bz)/dz
(7)

С помощью (6) и (7) уравнение (3) можнозаписать все через производную по z:
Fx=V*(Dx*d(Bx)/dz+Dz*d(Bz)/dz)
Fy=0
Fz=-V*(-Dx*d(Bz)/dz+Dz*d(Bx)/d z)
(8)

Пусть ось z ориентирована вдоль поля.
Рассмотрим частный случай, когда электрический диполь D=(Dx,Dy,Dz)
ориентирован перпендикулярно к полю и скорости, т.е. рассмотрим
устойчивую ориентацию электрического диполя:
Dx=D
Dy=0
Dz=0
(9)

Тогда получим
Fx=V*D*d(Bx)/dz
Fy=0
Fz=V*D*d(Bz)/dz
(10)

***
Кушелев: -Круто!

И как же теперь получить количественную оценку суммарной силы Лоренца?

Она же зависит от длины электрического диполя, не так ли? А как
определить эту длину?

Как определить смещение ядра гелия относительно середины отрезка,
соединяющего центры кольцевых электронов?

***
20051203
Алексей Егоров:

Fx=V*D*d(Bx)/dz
Fy=0
Fz=V*D*d(Bz)/dz

Т.е. эл. диполи смещаются вверх и к оси симметрии магнита-"ножа".

Кушелев: -Почему они должны смещаться вдоль силовых линий магнитного поля?

Алексей Егоров:
Очень просто. Силовые линии на противоположных зарядах находятся под углом,
и силы Лоренца, перпендикулярные и силовым линиями тоже находятся под углом.
Силы и силовые линни находятся в одной плоскости. Хотя силы лоренца хоть и
смотрят в разные стороны в горизонтальном направлении, но в вертикальном они
смотрят в одну сторону, так что появляется составляющая вдоль силовой линии.  
 
***
Алексей Егоров:
Для оценок возьмите D=e*a, где a-размеры атома, e-заряд ядра атома.

Кушелев: -А почему? Нельзя ли подробнее?

Алексей Егоров:
Это оценка годится для ненаведенного электрического диполя, для ваших
кольцегранных атомов по определению электрического диполя: два
противоположных заряда +e и -e на расстоянии. Что касается наведенного,
эл. дипольного момента, то я могу дать формулку только в рамках КМ. А в
Вашей кольцегранной модели это невозможно сделать, т.к. конфигурация из
магнитов просто неустойчива, т.е. всегда есть ориентация атома, когда
нет возвращающей силы при смещения кольца за счет силы Лоренца, а даже
наоборот, добавляется сила, которая еще сильней смещает кольцо.

Кушелев: -Обождите, Вы рассуждаете так, как будто в атоме есть только
электростатические и магнитные силы.

Но в атоме есть ещё упругие силы, которые одного порядка с
электростатическими. Именно они препятствуют сближению электронов в атоме
гелия и других элементов таблицы Менделеева.

***
Алексей Егоров: ... Считайте, что ваш атом это шарик стоящий на другом шарике.
Опять нужно придумать какие-то эффекты, связанные с эфиром. Так что я пас,
к Жиганову и обращайтесь.

Кушелев: -А как Вы объясните рассеяние (на большие углы) позитронов на
электронах при энергиях на порядки выше энергии ионизации позитрония? 

***
AID 20051204:
Итак, дипольный момент атома равен

P=eps0*alpfa*E.

Эквивалентное эл. поле E=vB.

P=2e*l.

alpfa - поляризуемость я оценил примерно как 10^(-30) м^3.

Возможно, у Вас есть данные для гелия, т.к. Вы этим занимались. Уточните.
Т.о. наведенный эл. момент чрезвычайно мал.
Ориентировочная оценка дает, что сила, обусловленная электрическим
моментом на 10 порядков меньше силы, обусловленной магнитным моментом.

***
Кушелев: -А Mikegor заявляет обратное. Нужно как-то обсудеть это
расхождение. Я преполагаю, что "истина где-то рядом" :)

***
Кушелев: -Что-то я не догоняю... Можно рисунок?

20051204
Алексей Егоров:
Можно


http://tallstick.narod.ru/dipol1.gif

Кушелев: -Ну, Вы меня напугали. В моём модельном эксперименте это не
вертикальное направление. Об этом смещении я знаю, но по оценке AID
оно ничтожно.

Давайте для начала оценим длину электрического диполя, если в качестве
входных данных принять, что сила, действующая на магнитный диполь раз в
5 больше суммарной силы Лоренца.

После этого оценим длину (наведённого) электрического диполя другим
способом.

А потом сравним эти независимые оценки для атома гелия.

PS
За рисунок спасибо. Я его расположу в пространстве, чтобы было
соответствие с расположением магнитов в модельном эксперименте.


На этом рисунке согласованы направления, но не согласован масштаб.



В действительности длина электрического диполя может на несколько
порядков быть меньше длины магнитного диполя. Это связано с тем,
что при отсутствии внешнеого поля центр симметрии электрической
деформации, создаваемой электронами, совпадает с центром ядра.

Смещение ядра относительно центра симметрии электронной оболочки
может быть очень мало. По оценке AID это смещение ~10^-10А.

Другими словами, угол альфа, под которым виден электрический диполь,
соединяющий центр ядра с центром симметрии электронной оболочки,
равный арктангенсу отношения длины диполя к расстоянию до магнитного
полюса вншешнего магнита в опыте Штерна-Герлаха может быть равен
arctg 10^-10/20000=5*10^-15 радиан.


Южный полюс внешнего магнита отталкивает изомер NS-SN


Северный полюс внешнего магнита притягивает изомер NS-SN


Ориентирует атом силы Лоренца, которые
несколько смещают атомный пучок в сторону
магнита-"ножа", что видно и в опыте Штерна-Герлаха


Так выглядит магнитная модель электронной оболочки парагелия NS-SN и SN-NS


Кушелев: К белому пластмассовому кольцу кольцевые магниты обращены одноимёнными
полюсами S-S или N-N


Красным цветом показаны южные полюса кольцевых магнитов,
а синим - северные


Вектор электрического диполя соединяет геометрический центр
электронной оболочки с ядром (обозначено зелёным кружочком).

Смещение ядра от геометрического центра электронной оболочки
зависит от упругости атома и величины силы Лоренца.


механическая модель колоколообразной
электрической деформации, создаваемой
кольцевой составляющей электрона.

Обратите внимание, что максимальный
прогиб упругой сетки проектируется
в центр кольца, создающего эту
деформацию.


20051207 12:51
Приблизительно так должно выглядеть расщепление атомного пучка на 9 дочерних пучков.
Медленные атомы пучка вместо того, чтобы отклоняться в сторону от магнита-"ножа"
ориентируются к нему разноимённым магнитным полюсом (силы Лоренца не могут на малой
скорости переориентировать атомный диполь) и притягиваются к полюсу-"ножу", образуя
семейство "носиков"



Интересно было бы сравнить эту картинку с реальной
экспериментальной фоткой. Кто может достать реальную
экспериментальную фотку с разделение пучка на 7,9
или 11 дочерних пучков?

***
20051207 14:50
Кушелев: -При уменьшении скорости движения атомов в
пучке, атомный пучок в опыте Штерна-Герлаха должен
перестать расщепляться, а начать просто отклоняться в
сторону магнитного полюса-"ножа".

Как это объясняют квантовые "механики"?

Проводились ли опыты Штерна-Герлаха на ультрахолодных
атомных пучках серебра и др. элементов? А если нет,
то почему?


http://www.uni-frankfurt.de/fb/fb13/Dateien/unireport_0505.pdf

Оригинальная установка Штерна-Герлаха. На фотографии атомного
пучка отчётливо видно, что интерсивность оттолкнувшейся от
полюса-"ножа" части пучка заметно ниже среднего значения.

Медленные атомы "ушли в носик", т.е. притянулись к полюсу-"ножу".

***
20051209
Кушелев: ... где бы Вы посоветовали добыть фотографий атомных
пучков, расщеплённых на 3...11 (и более?) дочерних пучков?

Кроме того, пора подумать над тем, кто напишет научную статью:
"Моделирование опыта Штерна-Герлаха с помощью макроскопических
кольцевых магнитов".

Mikegor что-то молчит, Алексей Егоров и AID тоже.

У Вас есть кандидатура физика, который бы за соответствующую плату
написал бы такую статью в научный журнал?

Если статью не опубликуют, то это - не беда. Я размещу её в
энциклопедии Наномир, и её сможет прочесть любой желающий.

Экспериментальный материал фактически собран:

http://nanoworld.pointclark.net/nanoworld/20051104/20051128/index.htm

Можно добавить моделирование в 3D Studio, где есть возможность включать
взаимодействие по формулам.

Это позволит смоделировать движение кольцевых магнитов в совокупности
с электрическим диполем, на который действует момент сил Лоренца.

Может получиться очень впечатляющая компьютерная графика, где модели
разных магнитных изомеров атома серебра будут сворачивать в неоднородном
магнитном поле в разные стороны.

При этом можно будет показать, как меняется характер взаимодействия при
уменьшении скорости атомов.

Силы Лоренца будут становиться меньше, что при определённой скорости
атомов приведёт к их ориентации исключительно за счёт магнитного
взаимодействия с внешним полем.

И расщепление пучка сменится смещением в сторону полюса-"ножа".


Магнитная модель атома парасеребра


Валентный электрон прижат электростатической силой
одноимённым полюсом к кольцевой грани 18-электронной оболочки


Модель атома парасеребра вращается вокруг вектора, соединяющего
геометрический центр электронной оболочки с атомным ядром



Изомер атома парасеребра SN-NS отталкивается от N-полюса магнита,
т.е. ведёт себя в магнитном поле аналогично модели атома парагелия.
Отличие чисто количественное.




Эта модель атома серебра - ни что иное, как атомная бомба
замедленного действия для квантовой "механики"...

А теперь смоделируем опыт Штерна-Герлаха в движении.

Ниже представлены 4 кадра видеозаписи.


Модель атома парасеребра движется к нам


Без магнитного поля отклонения не происходит


Изомер атома парасеребра SN-NS притягивается к S-полюсу магнита-"ножа"


и отталкивается от N-полюса магнита-"ножа"


Видеозапись (mpg, 4Mb) движения магнитной модели
атома парасеребра в неоднородном магнитном поле.

Видеозапись (avi, 10Mb) движения магнитной модели
атома парасеребра в неоднородном магнитном поле.

***
http://www.sciteclibrary.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.cgi?
board=physic&action=display&num=1133309153&start=100

Core Girl:

Максим, не спешите... я же садистка! 

ОК. Я даже отвечу на вопрос со скоростями: 

He recognized that, according to the Bohr model, the space quantization
should be only twofold, as the projection of the orbital angular momentum
was limited to ±h/2; (although Bohr, among others, had become uneasy that
his model excluded a zero value). The twofold character made feasible a
decisive test of spatial quantization using magnetic deflection of an
atomic beam. Despite the smearing effect of the velocity distribution, in
a strong enough field gradient the two oppositely oriented components
should be deflected outside the width of the original beam. Classical
mechanics, in contrast, predicted that the atomic magnets would precess in
the field but remain randomly oriented, so the deflections would only
broaden (but not split) the beam. Thus, Stern thought he had in prospect
an experiment that, "if successful, [will] decide unequivocally between
the quantum theoretical and classical views."

Ну и все очевидно - если уменьшаем СРЕДНЮЮ скорость (источник атомов - печка,
распределено все по Максвеллу), то у нас просто-напросто размазывается
получаемое пятно. Расщепление есть, но выделить его - уже нереально. Там и
при использованных параметрах установки получается весьма размытая картинка.

******************************************

Кушелев: -Как всё запущено...

"Расщепление есть, но выделить его - уже нереально."

Где же оно есть, когда уже на оригинальной фотке с эксперимента Штерна-Герлаха
от 1921 года отчётливо видно, что медленные атомы дружно сворачивают к полюсу
магнита-"ножа"?


http://nanoworld.pointclark.net/nanoworld/20051104/20051128/040.jpg

Медленные атомы из области, отмеченной голубым кружком перекочевали в область,
отмеченную розовым треугольником. 80 лет смотреть на эту фотку и не замечать
этого...

Точку в этом вопросе ставит Раби, в работе которого прямо сказано, что при
малой скорости атомов пучок можно поляризовать слабым полем на радиочастотах.

Стало быть берём ультрахолодный атомный пучок, выравниваем скорости атомов,
например на уровне 12 метров в секунду. Пропускаем пучок через неоднородное
поле постоянного магнита по схеме Штерна-Герлаха. Наблюдаем отклонение без
расщепления.

Неужто такой эксперимент никто не догадался провести "ради окончательного
триумфа КМ"?

Ну так проведите и убедитесь, что К"М" - 80-летний мыльный пузырь.

***

http://forum.membrana.ru/forum/unknown.html?page=373&parent=1052581973

mike449: Александр, вот Вам ещё один опыт, который мог бы блестяще
подтвердить теорию строения атомов по Кушелеву.

Берём установку ШГ, выводим из неё пучок, который отклонился к северному
полюсу. Согласно Вашей теории, в нём остались изомеры атомов одного вида.
Теперь пропускаем этот пучок через такой же магнит, повёрнутый на 90
градусов. Вопрос, что с ним будет?

А. опять расщепится на 2 пучка
Б. весь отклонится к тому же полюсу, что и в первом магните (к северному)

Кушелев: -Не понял. Вы что читаете каждое десятое моё сообщение?

Я же чётко объяснил, что происходит с атомами, попавшими в магнитное поле
другого направления.

Происходит перемещение внешнего электрона на новую позицию, т.е. переход
из одного изомера в другой. Какой изомер получится, зависит от текущей
ориентации электронной оболочки, а эта ориентация для каждого атома
индивидуальна.

Отсюда следует, что при плавном увеличении угла поворота второго магнита
относительно первого, интенсивность второго пучка будет расти.

Так что будет не просто расщепление, а расщепление, где интенсивность
второго (и первого) дочернего пучка будет зависеть от угла поворота. 

***

Кушелев: Отсюда следует, что при плавном увеличении угла поворота
второго магнита относительно первого, интенсивность второго пучка
будет расти.

mike449:
Вижу, что пришлось что-то почитать 
Хорошо, пусть магнитное поле другого направления может переводить изомеры
из одного в другой. Тогда продолжаем увеличивать угол поворота второго
магнита от 90 до 180 градусов. Что будет происходить сейчас, согласно
Вашей теории? Магнитное поле совсем другого направления будет вызывать
всё большее перемешивание изомеров и выравнивание интенсивности пучков,
не так ли?

Кушелев: Надо бы смоделировать. Кроме того, учитывая, что изомеров на
самом деле не 2, а 4, всё не так просто. А именно, при ортогональной
ориентации второго магнита может идти расщепление по другим изомерам.
Короче, моделировать нужно. Заранее трудно сказать. Можно и ошибиться... 

***

mike449:
Значит, при угле между 2 магнитами в 90 градусов не ошибиться, а 180 -
уже можно ошибиться?

Кушелев: -Ошибиться можно при любых углах. Я же не утверждаю, что всё,
что я пишу или говорю - истина в последней инстанции. Просто "классики
ошибаются по мелочам, а релятивисты и квантовые "механики" - по крупному (С)" 

***
mike449:
А как же безапелляционные заявления о конце КМ?

Кушелев: -А конец КМ не зависит от моего объяснения процесса,
происходящего на втором магните. КМ кончается ещё на первом магните :) 

А со вторым магнитом мы разберёмся, не волнуйтесь. Классическая физика
справится и с более сложными проблемами.

А КМ не может справиться даже с прекращением расщепления атомного пучка
при уменьшении скорости движения атомов.

Согласно КМ атомный пучок должен расщепляться даже при скорости атомов
~12 м/сек. Но при такой скорости пучок не расщепляется. И классическая
физика просто и наглядно это объясняет. Сила Лоренца уже не может влиять
на ориентацию атомов. Вот они и ориентируются дружно разноимённым
полюсом к полюсу внешнего магнита-"ножа", в результате чего пучок
отклоняется без расщепления.

***
mike449: ... Похоже, что Вы на самом деле кое-что про опыты ШГ почитали,
и правильный результат для 90 и 180 градусов знаете, только никак
"модель" свою под него подогнать не получается 

Кушелев: -Про 90 градусов я знаю, что пучок снова расщепляется на два
почти одинаковых пучка. Про 180 градусов, если честно, не знаю, но это
не есть большая проблема. Атом - сложная система. Пока что ясно, что у
атома серебра есть 4(!) изомера. Как они ведут себя в неоднородном
магнитном поле уже в первом приближении понятно. Макроскопические
магнитные модели двух изомеров из 4 уже изготовлены и их движение в
магнитном поле зафиксировано на видео:

http://nanoworld.pointclark.net/nanoworld/20051104/20051128/index.htm

Второй магнит требует рассмотрения дополнительных переходных процессов
(выход из поля первого магнита, вход в поле второго магнита, движение
в поле второго магнита и выход из поля второго магнита).

В этих процессах может происходить превращение одних изомеров в другие.
Схемы переходов зависят от разных факторов. Например, от симметрии
электронной оболочки. Возможно, что превращения изомеров вообще
несущественно. Это ещё предстоит выяснить.

Вы же отсутствие очередного решения пытаетесь интерпретировать как
принципиальную невозможность решить проблему в рамках классической
науки. Это просто детский сад.

Вам не было бы смешно, если бы один школьник попросил другого решить
квадратное уравнение, которое они ещё не проходили, а потом на основании
отсутствия мгновенного решения, сделал бы вывод о том, что вся
классическая математика никуда не годится, нужно создавать квантовую?

Тоже самое произошло в начале прошлого века, когда вместо того, чтобы
усовершенствовать модель атома, физики-шизики решили отказаться от
всей классической физики. Дурдом, чесслово. 

***

mike449:
Ну тогда Вам раз плюнуть объяснить, почему при повороте второго магнита
на 180 градусов "северный" пучок не расщепляется, а весь отклоняется
снова к северному полюсу.

Кушелев: -Ну, давайте попробуем разобраться.

Сначала вспомним, что происходит при входе в магнитное поле первого
магнита.

Момент сил Лоренца ориентирует магнитный бидиполь поперёк силовых линий.
Очевидно, что в таком положении пучок и выходит из магнитного поля.
Стало быть, если он снова входит в магнитное поле той же ориентации,
то он расщепляться не должен.

Что же произойдёт, если он войдёт в магнитное поле противоположной ориентации?

Если изомерное состояние не изменится, то те же изомеры будут отклоняться
в сторону того же полюса. Отсюда можно сделать вывод, что изомеры,
вероятно, не меняются.

Теперь осталось разобраться с ортогональной ориентацией второго магнита
и промежуточными углами поворота.

Давайте ещё раз взглянем на фотографию с оригинального опыта Штерна-Герлаха:


http://nanoworld.pointclark.net/nanoworld/20051104/20051128/040.jpg

Мы видим, что часть пучка, отмеченного голубым цветом фактически "ушла"
в область, отмеченную розовым цветом.

Стало быть этот дочерний пучок является смесью изомеров. Естественно, что
при той же ориентации поля он будет отклоняться в ту же сторону, а при
противоположной ориентации поля - в противоположную. Если же мы пропустим
его через ортогонально ориентированный магнит N2, то этот смешанный пучок
снова будет разделяться.

Итак, я прихожу к мысли, что на втором магните разделяется и отклоняется
вовсе не чистый дочерний пучок, а грязный. Как получить чистый, пока неясно... 

***

mike449: Только вот не влезла ни одна классическая модель в совокупность
экспериментальных данных.

Кушелев: -А модель Снельсона пробовали? 

С 1960-го года прошло 45 лет. Можно было бы и попробовать да? Или проще
было сделать вид, что нет ни Снельсона, ни его кольцегранных моделей атомов?

***
mike449: ... Ну да, они там все были дураки и недоучки, трепетали перед
авторитетами.

Кушелев: -Ну так нет же документа о том, что модель Снельсона попробовали,
а она, понимаешь, не подошла. Стало быть пробовать не стали. А зря ;)

Как видите, она вполне подходит.

mike449: ... А лучший школьник Кушелев не трепещет, и экспериментальные
данные ему нипочём. Держись, КМ!

Кушелев: -Экспериментальные данные ещё нужно уметь увидеть. На первой же
фотке с оптыта Штерна-Герлаха видно, что нет там чистого расщепления.
Явно какой-то странный "носик", а против него "лысина". Надо было бы
приглядеться к этой фотке внимательнее, разобраться, откуда "носик",
почему "лысина"? Исследовать тонкую структуру пучка, т.е. проследить,
куда попадают атомы с бОльшей энергией, куда - с меньшей. Попробовать
уменьшить скорость атомов, посмотреть, не прекратится ли расщепление...

А оно как раз и прекращается при достаточно малой скорости атомов...

И никакая К"М" этого объяснить не может...

А классические модели Снельсона-Кушелева-Кожевникова объясняют элементарно.
Уменьшаются силы Лоренца...

И становится понятно, что на второй магнит заводят смешанный пучок.
Естественно, что он снова расщепляется при ортогональной ориентации
второго магнита. Если же ориентация не ортогональна, то не расщепляется,
т.к. он уже "отборный", т.е. атомы в нём имеют не любые скорости...  

***
http://nanoworld.pointclark.net/nanoworld/20051104/20051128/040.jpg

Кушелев: Мы видим, что часть пучка, отмеченного голубым цветом
фактически "ушла" в область, отмеченную розовым цветом.

mike449:
Нет, не видим. В этом конкретном опыте размытие пучка могло быть большим,
но с тех пор были проделаны другие опыты, где "чистота" состояния была
99% и лучше.

Кушелев: -Давайте посмотрим на новые фотки. Я не привых верить "механикам"
на слово. Они смотрят на фотку и не понимают её. Давайте смотреть вместе.
Где новые фотки?

***
mike449:
И последовательность фильтров
Ах да, для Вас другие опыты как бы не существуют, там фотографий не делали.

Кушелев: -А если фоток нету, то остаются одни слова.
"А слова к делу не пришьёшь..."

***
mike449:
А то, что они записывали профили пучков в виде чисел - так этим квантовикам
веры нет никакой, подделали, наверное...

Кушелев: -А как Вы себе представляете запись фотки в виде чисел, если это
не jpg или на худой конец gif?

Это значит, что квантовые "механики" записывали только то, что понимали.
А меня интересуют не мысли квантовых "механиков", а фотки реального
эксперимента, как было у Штерна и Герлаха.

Выходит, что все последующие "эксперименты" квантовых "механиков" что-то
среднее между опытом Штерна-Герлаха и сказками...

И с прекращением расщепления ультрахолодного пучка какая-то тёмная история
получается...

Секретная физика?

"Только для ушей"?

***
http://www.inventors.ru/index.asp?mode=2760

Цитата: Постулат о квантовании спина использовал только факт существования
поля, допуская квантование при любой его напряженности, включая нулевую, то
есть и при отсутствии поля. Для спасения причинности требовался еще хотя бы
один постулат о пороге напряженности, при котором начинается квантование.
Но такой постулат так и не был введен.

Конец цитаты.

Кушелев: Вот она, "где собака-то рылась по полной программе"!

А знаете, почему квантовые "механики" не смогли ввести постулат "о пороге
напряжённости, при котором начинается квантование"?

Элементарно, Шредингер!

Порог-то существует не для напряжённости магнитного поля и не для степени
неоднородности. Порог существует для скорости атомов относительно силовых
линий магнитного поля.

Уменьшение напряжённости внешнего поля или уменьшение степени неоднородности
внешнего поля очень слабо влияет на этот порог скорости атомов.

Квантовым "механикам" остаётся только "ввести" силу Лоренца.
"и в постулате о пороге скорости атомов" уже не будет необходимости.

Классическая физика объяснила 80-летнюю загадку квантовых "механиков",
тщательно спрятанную под квантово-"механическим" ковром ;)

***

 
Градиент магнитного        Продольное разделение
поля, создаваемый          атомного пучка
проводником с током


***
Эксперимент, в котором происходит разделение ультрахолодного атомного пучка
на фрагменты. К сожалению, в этом эксперименте не учитывалось электростатическое
поле. Это связано с ошибочным предположением об отсутствии у атомов цезия
собственного электрического дипольного момента.









http://forum.membrana.ru/forum/unknown.html?page=408&parent=1052231128

AAlexey:
Э нет, градиент потенциала вдоль проволки. Поэтому нужно делить на длину
проволки. Так что получается 0.26 В/м.

Кушелев: -Не надо песен. Продольный градиент - это ерунда. Разность потенциалов
возникает между источником атомов и проводом. Это поперечная напряжённость.
Она не несколько порядков больше продольной.

AAlexey:
Откуда вы получили, что поперечная напряженность, намного больше продольной? 

Кушелев: -Элементарно. Источник атомов скорее всего сидит на массе. Мимо
проходит провод, на котором заметное падение напряжения. Какой потенциал в
интересующей нас области, мы можем только догадываться. В худшем случае
длина провода порядка метра. Тогда при заземлении где-то за пределами
вакуумной каметры, потенциал нарастает на четверть вольта.

Зазор порядка миллиметра, стало быть поперечная напряжённость подяка
десятой доли В/мм, т.е. порядка 100 В/м.

А Вы попросите ребят, которые написали ту статью просто тестером померить.
Может они Вам напишут: 0.3V, и дело с концом :)

Алексей Егоров: ОК. Допустим, Вы правы. Девять пучков откуда? И почему
именно девять?

Кушелев: -Давайте считать изомеры цезия. Расчёт фактически такой же, как
в К"М". Число комбинаций ориентации электронов на разных оболочках с
учётом всяческих вырождений.

Проще начать с гелия. У него всего два электрона. Если электроны прижаты
разноимёнными полюсами имеем ортогелий. Если одноимёнными, то парагелий.

Парагелий бывает SN-NS и NS-SN Каждого приблизительно по 25% Остальные
50% - ортогелий, который что NS-NS, что SN-SN - одно и то же, только
по-разному ориентирован. Вот их и получается 3 изомера.

Теперь переходим к литию. У него 8 электронов стало быть число изомеров
возрастает ещё в два раза.

У цезия 55 электронов. Я думаю, что Вы сами можете расписать все изомеры.
Если будут затруднения, то готов помочь :) 



Кушелев: -Опять Вы меня заставляете вытаскивать информацию из памяти.
Я помню, что 0.3А - это половина длины химической связи в молекуле
водорода. В первом приближении - двойное расстояние между протонами.

Alx: Хорошо. Но причем тут серебро-то?
Почему расстояние между ядром серебра и внешним электроном равно половине
связи водород-водород?

Кушелев: Не между ядром, а между поверхностью 18-электронной предвнешней
оболочки серебра, которую можно смоделировать проводящей сферой, и валентным
электроном серебра, которого можно смоделировать проводящим диском.

Зазор между сферой и диском - того же порядка, что половина длины химической
связи в молекуле водорода.

***
Кушелев: После этого я объяснил Вам, что расстояние между валентным
электроном лития, калия, серебра... и предвшнешней электронной оболочкой
порядка половины связи H-H.

Alx: Вы _сказали_. А это должно быть _доказано_ и _рассчитано_.

Кушелев: -А чем Вас "измерено" не устраивает?

***
Кушелев: Так что, если не устраивает моя грубая оценка, то считайте сами.

Alx: А и грубой оценки нету.

Кушелев: А я Вам предлагаю эту величину уточнить и эксперимента.
Эксперимент Штерна-Герлаха. Уменьшаем скорость атомов до критического
значения, когда пучок перестает расщепляться. Это происходит, когда
момент магнитных сил становится больше момента сил Лоренца, которые
зависят от скорости атомов в магнитном поле.

Alx: Не расщепляется, вплоть до нуля...

Кушелев: -Ну конечно, если не замечать в опыте электрическое поле. ;)

***
Современная физическая картина мира - фальшивка!


Увеличить

На первых фотографиях, полученных на установке Штерна и Герлаха виден
загадочный "носик" (выделен розовым цветом), а против него изображение
расщеплённого атомного пучка заметно ослаблено (выделено голубым цветом).
Эта деталь ускользнула от физиков, которые заменили реальную фотографию
стилизованным изображением расщеплённого атомного пучка:



Каждый желающий может убедиться, что эта стилизованная картинка даже
не напоминает фотографию, впервые сделанную Штерном и Герлахом:



Даже самые тщательные современные схемы опыта Штерна-Герлаха уже не
содержат деталей, которые были видны на первых фотографиях:





В верхней части изображения не показано "носика" (розовый) и увеличения
интенсивности пучка, а в нижней не показано уменьшение интенсивности
пучка (голубой).


О чём же говорит загадочный "носик" на оригинальной фотографии,
полученной Штерном и Герлахом в начале прошлого века?

О том, что медленные атомы ведут себя иначе в отличие от быстрых. Пучок
медленных атомов не расщепляется в неоднородном магнитном поле, а сильно
отклоняется в сторону магнитного полюса-"ножа".

Связано это с тем, что атом обладает не только собственным магнитным, но
и собственным электрическим дипольным моментом. Другими словами,
валентный электрон атома серебра прижат к предвнешней 18-электронной
оболочке атома:



Прижат он может быть разноимённым или одноимённым магнитным полюсом:



Сила Лоренца поворачивает атомный диполь поперёк силовых линий
магнитного поля.



Атомный изомер NS-SN, у которого в середине оказывается разноимённый
полюс по отношению к внешнему N, притягивается,



а другой атомный изомер SN-NS от внешнего полюса N отталкивается.

При уменьшении скорости атомов силы Лоренца уменьшаются и уже не могут
развернуть электрический диполь поперёк силовых линий магнитного поля.

Тогда все атомные изомеры серебра поворачиваются разноимённым полюсом
к магнитному полюсу-"ножу" и сильно отклоняются к нему, образуя тот
самый "носик".

Таким образом, под фальшивой картиной мира, нарисованной квантовыми
"механиками", обнаружена оригинальная физическая картина мира, которую
нарисовал в 1960-ом году Кеннет Снельсон (Kenneth Snelson)

http://www.kennethsnelson.net/main.htm

В 1960-ом году он смог увидеть и изобразить истинную физическую картину
мира, поверх которой физики продолжают писать фальшивую картину квантовой
"механики" вот уже 45 лет...

Взгляните ещё раз на то, что было скрыто под формулами квантовой "механики": 


Увеличить

Почему за 80 лет не проведён опыт на традиционной установке Штерна-Герлаха
с пониженной скоростью атомов серебра, скажем, раза в три?

Я утверждаю, что практически все эти атомы свернут к магнитному полюсу-"ножу".

Более того. Если плавно уменьшать скорость атомов серебра, то картина будет
меняться следующим образом.


Температура в печи уменьшается (показано стрелкой, обращённой вниз).
Скорость пучка уменьшается пропорционально температуре в печи.

"Носик" будет плавно увеличиваться, собирая в конце-концов все атомы
(красной стрелкой показан переход атомов из зоны "лысины" в зону "носика"),
а "лысина" напротив "носика", изображённая голубым цветом, будет становиться
всё длиннее (показано чёрными стрелками), пока все изомеры, которые
отталкивались от магнитного полюса-"ножа" не переместятся в "носик".

При увеличении напряжённости магнитного поля будет увеличиваться расстояние
между дочерними пучками и протяжённость "лысины", т.к. всё больше атомов будут
ориентированы внешним полем вдоль силовых линий.



Модифицированный эксперимент Штерна-Герлаха с ультрахолодным атомным
пучком. Красным цветом показана экранировка атомного пучка по всей
длине криволинейного участка.


Так должна измениться фотография в эксперименте Штерна-Герлаха при
уменьшении скорости атомов в несколько раз.


А это показывают студентам вместо фотографии, полученной в опыте Штерна-Герлаха...

Нюансы модельного эксперимента Штерна-Герлаха:

http://nanoworld.pointclark.net/20051104/20060117/index.htm

Копия на DVD


http://Nanoworld.pointclark.net/nanoworld/