Гравитация и эфир

Вспомним ещё раз – что такое потенциал. Потенциалом точки (орбиты) электростатического поля называется отношение потенциальной энергии заряда, помещённого в данную точку, к этому заряду:

То есть потенциал равен той энергии , которая была затрачена на перетаскивание (перемещение) заряда  из бесконечности в данную точку (на орбиту). Деление этой энергии на заряд – это просто нормировка затраченной энергии к величине «перетащенного» заряда (у нас заряд – единичный ).

То есть когда мы перетаскиваем на орбиту заряд , то этот заряд создаёт вокруг себя (вокруг «проводника»-орбиты) электрическое поле. И это поле обладает потенциалом, который можно измерить. Если мы на перетаскивание затратили энергию в «один электронвольт» (эВ), то поле будет обладать потенциалом в «один вольт»:

Так в электростатике определяется классически величина «один вольт». Если бы на эту же орбиту можно было бы поместить ещё один такой же заряд , то поле этой орбиты обладало бы потенциалом 2 вольта.

Ёмкость же «обкладки»-орбиты не зависит от величины заряда, размещаемого на обкладке:

Ёмкость определяется только конструкцией «конденсатора» (атома) и размерами его обкладок (размерами орбиты). Так, первая боровская орбита обладает ёмкостью, которую мы уже вычисляли:

Ещё раз заметим, что если мы захотим на каком-то конденсаторе (на какой-то, допустим, проводящей сфере) разместить заряд 1 Кл, который может равномерно растекаться по этой сфере, и потребуем, чтобы потенциал поля этого конденсатора (этой сферы) составлял бы всего 1 вольт, то нам потребовалась бы сфера ёмкостью 1 фарад. Это – гигантская сфера, потому что, к примеру, сфера поверхности планеты Земля обладает ёмкостью всего лишь 708 мкФ (меньше одного миллифарада).

Когда же мы внутри атома изучаем механическое движение электрона в электростатическом поле, то источником этого поля является единичный положительный заряд протона. Под каким потенциалом находится электрон на первой боровской орбите? Отвечать на такой вопрос надо предельно аккуратно. Физики и химики измерили величину энергии ионизации атома водорода из состояния основной атомной орбиты (при комнатной температуре атома):

При этом над орбитальным электроном была совершена работа А («работа выхода»). Можно считать, что тот потенциал поля, под которым на этой орбите находился электрон, превратился теперь для свободного электрона в почти нулевой потенциал – как в потенциал заряда, очень далеко удалённого (через много-много орбит) от заряда ядра. Но полная энергия электрона (атома) на орбите имела величину:

Кинетическая энергия электрона первой орбиты является базовой величиной и равна «плюс 13,6 эВ». Следовательно, потенциальной энергией электрона на орбите (энергией атома) была следующая:

Энергия ионизации равна работе внешних сил против силы поля ядра (отрицательный заряд не приближается к ядру с помощью «положительной», в таком случае, работы поля ядра, но он удаляется от плюса ядра сторонними силами, совершающими «отрицательную» работу). Поэтому:

эВ.

Ранее мы уже приводили подобную энергетическую диаграмму (рис. 21.4 и 21.7), подтверждающую эти последние цифры.

По определению, разность потенциалов (напряжение) между двумя «точками» поля (ядра) равна отношению работы поля при перемещении положительного заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда:

Но работа А (по определению) равна изменению потенциальной энергии, взятому с обратным знаком:

В результате величина

– отрицательный потенциал.

Действительно, «отрицательная обкладка конденсатора» (орбита) заряжена (электроном на ней) отрицательно. Таким образом, начальным потенциалом (орбита) является величина:

Конечный потенциал

Поэтому первая атомная орбита находится под отрицательным напряжением величиной:

Другая «обкладка» атомного конденсатора (протон) заряжена положительным напряжением по отношению к первой орбите с отрицательным на ней электроном.

Поскольку под зарядом любого конденсатора понимается модуль заряда одной из его обкладок, а мы в атомных переходах оперируем лишь с переходами отрицательного электрона, то всегда будем считать, что наш конденсатор заряжен отрицательным зарядом (электрона) до отрицательного потенциала атомной орбиты.

По мере возбуждения атома, когда электрон будет переходить на всё более высокие (всё более удалённые от протона) орбиты, «атомный конденсатор», хотя и не будет разряжаться (на «верхней» обкладке будет кружить всё тот же электрон), но напряжённость поля между обкладками (а следовательно, на орбите) будет уменьшаться, поскольку будет возрастать ёмкость конденсатора из-за увеличения размеров его «электронной» обкладки:

и тогда напряжённость

Вычислим теперь величину напряжённости того поля (протона), которая действует на электрон на уровне его первой орбиты:

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: