Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?
Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
где Z - число валентных электронов в атоме металла, N - число Авогадро,r - массовая плотность металла, А
- относительная ат. масса. В отсутствие внеш. полей электроны движутся
прямолинейно с пост. скоростью; это движение прерывается столкновениями
их с ионами и между собой, но в промежутках между столкновениями
взаимодействие электронов с ионами и друг с другом не учитывается.
Столкновения в Д. т. м.- мгновенные события, внезапно изменяющие
скорость электрона. Вероятность такого изменения скорости в течение
бесконечно малого промежутка времени dt равна dt/t, где t - время релаксации,
имеющее смысл времени свободного пробега электрона. Благодаря
столкновениям электроны приходят в состояние теплового равновесия со
своим окружением; средняя кинетич. энергия электрона равна 3 kT/2, где Т - локальная абс. темп-pa в месте нахождения электрона. В состоянии теплового равновесия распределение электронов по энергиям соответствует распределению Максвелла
- Больцмана.
Во внеш. полях движение электронов подчиняется классическим
(ньютоновским) ур-ниям, в к-рых действие столкновений учитывается как
нек-рая сила трения, пропорц. скорости направленного движения (см. Ньютона закон трения ).Скорость v направленного движения электрона определяется ур-нием:
где е - заряд электрона, т - его масса, Е и Н - электрич. и магн. поля. Решение этого уравнения с начальным условием v(0)=0 даёт зависимость скорости от времени v(t), к-рая позволяет найти плотность тока:
j(t) = env(t),
зависящую от внеш. полей.
Таким образом Д. т. м. качественно объясняет ряд кинетич. явлений - статическую и высокочастотную проводимость (см. Друде формула), Холла эффект. В частности, из Д. т. м. следует Ома закон j=,sE, где проводимость s связана со временем свободного пробега t соотношением:
s = е2nt/т.
Из этой ф-лы можно определить t по измеренным значениям s; при комнатной температуре t~10-14-10-15
с. Поскольку скорость электрона после каждого столкновения
соответствует локальной температуре в месте столкновения, то при наличии
градиента температуры возникает поток энергии, направленный в сторону
области с более низкой температурой и пропорц. градиенту температуры. Коэф.
пропорциональности в условиях, когда ср. скорость
направленного движения равна нулю (разомкнутая внеш. цепь), представляет
собой коэф. теплопроводности.
Отсутствие электрич. тока при наличии градиента температуры обеспечивается
возникновением электрич. поля, пропорц. градиенту температуры (Зеебека эффект
).Это поле создаёт электрич. ток, компенсирующий ток, создаваемый
потоком "горячих" электронов. Таким образом, Д. т. м. качественно
объясняет электронную теплопроводность и нек-рые термоэлектрические явления в металлах.
Наиб. впечатляющим, хотя и ошибочным, результатом Д. т. м. явилось объяснение Видемана - Франца закона
.Оно было связано с взаимной компенсацией двух ошибок при вычислении
электронной теплоёмкости (в Д. т. м. она получается примерно в 100 раз
больше истинной) и ср. квадрата скорости электрона (к-рый оказывается во
столько же раз меньше истинного; кроме того, Друде ошибся в 2 раза при
вычислении электропроводности).
Д. т. м., будучи классич. теорией, принципиально не могла объяснить ряд
эксперим. фактов: 1) отсутствие электронного вклада в теплоёмкость ,равного 3nk/2; 2) величину длины свободного пробега l
электронов, превосходящую в сотни раз расстояние между ионами; 3) знак
постоянной Холла, к-рый может быть как отрицательным, так и
положительным; 4) зависимость сопротивления многих металлов от внеш.
магн. поля (см. Магнетосопротивление)', 5) наблюдаемые значения термоэдс ,к-рые примерно на 2 порядка меньше, чем следует из Д. т. м.
Развитие квантовой статистики и квантовой механики привело к появлению квантовостатистич. теории электронного газа в металлах (см. Зоммерфельда теория металлов)и зонной теории
твёрдого тела, к-рые объяснили упомянутые выше (а также др.) факты,
необъяснимые в рамках Д. т. м. Несмотря на это, Д. т. м. благодаря
простоте и наглядности можно использовать для качеств. оценок кинетич.
явлений в металлах, и особенно в полупроводниках, где носители заряда подчиняются классич. статистике.
