Сейчас мы слегка отвлечёмся от темы в сторону электротехники. Обратим внимание школьника на то, что величина такой напряжённости абсолютно гигантская для нашего макро-мира привычных нам предметов:
То есть эта напряжённость поля в миллион раз больше, чем та напряжённость, которая наблюдается между проводами и землёй в знаменитых высоковольтных линиях передач, протянувшихся через всю нашу страну под названием ЛЭП-500. В этих линиях провода находятся под напряжением 500 кВ (пятьсот киловольт или пятьсот тысяч вольт). Такую линию, содержащую 3 мощных провода (трёх-фазное напряжение), держат металлические опоры высотой 30 метров. Сечение каждого провода 400 (2х2 см). По каждому проводу протекает ток порядка 600 А (1,5 А на каждый 1
). Провода изолируют от металлических опор стеклянными гирляндами длиной до 5-ти метров каждая. Расстояния между каждым из 3-х проводов более метра. Но и при таком расстоянии слышен характерный «треск», особенно усиливающийся во влажную погоду. Это «трещат» микро-воздушные разряды тока между проводами и влажным воздухом. Если бы расстояния между проводами были единицами сантиметров, то разряды были бы постоянными и высоко токовыми. То есть воздух уже не выдерживал бы напряжения между проводами порядка 500 киловольт.
Но внутри атома напряжение между электроном первой орбиты и протоном ядра (разнесёнными на расстояние ) в миллион раз выше, чем напряжение в ЛЭП-500 между проводами, разнесёнными на метр (на самом деле мгновенные напряжения между фазными проводами чуть меньше номинала 500 кВ, но не в разы меньше, но лишь на проценты величины номинала). Почему же в атоме нет никаких пробоев, при столь малых расстояниях между зарядами, между которыми на этих малых расстояниях действуют гигантские напряжённости поля? Потому что в атоме между зарядами нет никакого «воздуха», состоящего из самих атомов, но есть лишь вакуум-эфир, а сами заряды не падают друг на друга (то есть не превращаются в «токи», выражаясь макро-языком электротехники) не потому, что они не подчинены законам электростатики, но потому, что одновременно подчинены законам механики, которые совместно с квантовой физикой (как «родителем» электростатики) являют нам резонансную систему, работающую по законам классической физики.
Оценим теперь порядок внутриатомных напряжённостей другим способом. Ещё раз вспомним, что потенциалом точки электростатического поля называется отношение потенциальной энергии заряда, помещённого в данную точку, к этому заряду:
Значения потенциальных энергий для первой и второй орбит (в абсолютных величинах): 27,2 эВ и 16,34 эВ. Потенциалы же этих орбит: 27,2 В и 16,34 В. Разность потенциалов между орбитами:
Напряжённость поля между 1-ой и 2-ой орбитами:
Мы получили среднее значение напряжённости между 1-ой и 2-ой орбитами которое оказалось, естественно, меньшим напряжённости уровня первой орбиты, расположенной ближе к источнику поля протону:
что соответствует физике поля ядра атома.
Однако вернёмся к проблеме наших разногласий с физиками, по поводу действительного распределения поля в атоме по мере удаления электрона по возрастающим номерам орбит.
Сейчас перейдём к конкретным цифрам. Начнём с расчёта потенциалов и энергий первой боровской орбиты, но будем оперировать не теорией квантовой механики, но классикой физики. Сначала предварительное замечание. Поскольку в теории квантовой механики физики отошли от внутриатомных полей и потенциалов, но ограничились лишь энергиями переходов между стационарными атомными орбитами, то в своей литературе (как и во всех учебниках физики) они используют обозначение энергии буквой «Е». Но в классике этой же буквой обозначают напряжённость электрического поля. Поэтому мы, в классической физике, оставим это обозначение для напряжённости поля. Энергию же (как кинетическую, так и потенциальную) будем обозначать (только в этом разделе наших исследований) буквами ,
, (потенциальные энергии уровней орбит) и
,
, (кинетические энергии электронов на соответствующих орбитах).
Итак, открывая любой учебник физики, с приведённой там диаграммой уровней энергии, например, атома водорода, мы обязательно найдём в качестве одной из энергий, выраженной в нанометрах наблюдаемой спектроскопистами линии, величину
Это основная спектральная линия, излучаемая возбуждённым атомом при переходе его электрона со второй орбиты на первую. В теории Бора уровень первой орбиты
уровень второй орбиты
Поэтому разность этих уровней
или
Далее по формуле Планка находим частоту, излучаемую атомом при переходе 21:
Длина волны излучаемого фотона:
Так думают физики, вот уже 100 лет подряд уверенные в том, что такую длину волны излучает атом водорода при переходе в нём электрона с орбиты 2 на орбиту 1. Эта длина волны относится к серии Лаймана.
Однако мы утверждаем, что в конкретном единичном атоме не найдётся такой энергии (10,2 эВ), которой будет соответствовать длина волны излучённого фотона 121,553 нм, но найдётся только половинка энергии (5,1 эВ) как вдвое меньшая планковская «порция энергии», которая, следовательно, могла бы дать вдвое меньшую частоту излучаемого фотона и вдвое большую длину его волны 243,106 нм. Однако спектроскописты не видят у атома водорода такой линии излучённого им спектра, но видят всё ту же линию 121,553 нм. Почему? Мы ответим сейчас на этот вопрос (по его физике), хотя этот ответ пока не будет для многих убедительным. Дело в том, что переход 21 с его энергией 5,1 эВ (а именно эта дельта энергии существует в реальном атоме, о чём мы утверждаем) происходит в «нижних» полях атомного ядра, ближних к ядру. В этих полях напряжённость поля значительно (в несколько раз) больше, чем те уровни напряжённости, которые были бы в атоме, если бы там существовал переход 21 с дельтой энергии 10,2 эВ. Большая часть такого последнего перехода происходила бы в более «верхних», более далёких от ядра полях, а следовательно, в более слабых.