(Для любителей серьёзной математики)
Вы закончили не менее 3 курсов физ — мат факультета университета. Владеете или способны овладеть мат.программами, которые могут работать в режиме ФОРМУЛ, аналитических выражений, буквенных выражений. Потому что формулы здесь весьма громоздкие и вручную даже бесполезно за это дело браться.
Теперь Гипер-чудо, наподобие тех что были в детстве: загадайте число, сделайте то-то и то-то и Вы получили …! Но там был просто фокус. А здесь настоящее чудо. Гипер – чудо. Итак, действуйте, а если что-то не понятно, подсматривайте в этом же сайте, чуть подальше.
1) Возьмите трёхмерное волновое уравнение для упругого тела, для ПОПЕРЕЧНЫХ волн, например из книги «Теоретическая механика» Л.Д.Ландау. Там слева производные, справа ноль. Да, там в волновом уравнении стоит (или преобразовывается к этому) параметр «скорость поперечной волны» поставьте скорость света "с".
Найдите по мат.справочнику (если Корнов, то формула (10.4-48), или иному) общее ЛОКАЛИЗОВАННОЕ решение этого уравнения в сферических координатах. Оно преподносится как описывающее некие "потенциалы". Совсем чуть – чуть поработайте с ним. А именно: решение в справочнике имеет смысл стоячей волны, но взяв решение сначала с синусом во временной зависимости, потом с косинусом, потом их линейную комбинацию, вы играючи получите решение как бегущую волну вокруг оси Z.
2) Там имеется спектр решений, зависящий от двух целочисленных параметров. Возьмите несколько (три) конкретных простейших случая, уж не помню, какие там буквы, но к примеру, j=0, i=0; j=1, i=0,1. Обозначим их как (0,0), (1,0), (1,1).
3) Придайте этой бегущей волне смысл локализованной волны напряжений в упругом теле. Да это и очевидно. Попробуйте для этих трёх конкретных решений выписать формулу для энергии в пространстве. То есть там в решении речь идёт о СМЕЩЕНИИ упругого пространства, а мы перейдём к энергии этого смещения. Вдобавок учтём и кинетическую и потенциальную энергию.
Далее всё делается на компьютере, так как формулы очень громоздки. Попробуйте проинтегрировать эту энергию по пространству – ничего не выйдет, интеграл расходится. Но не теряйте присутствия духа. Наморщите ум, и...
4) ...Откройте для себя «закон наматывания». А именно: раз уж волна бегает вокруг оси, то чем ближе к этой оси, тем больше она совершает оборотов за единицу времени. Это очевидно. Введите в формулу для смещения поправочный коэффициент 1/r (фазовое сложение). Тогда в энергию войдёт «1/r в квадрате». Снова проинтегрируйте энергию по пространству. Интеграл сходится!!Ё (Вот почему на русской клавиатуре буква Ё и восклицательный знак расположены рядом). Получаются (для простейших случаев) красивые формулы, связывающие распределение энергии внутри локализованных образований в зависимости от радиальной координаты r . А также выражение для полной энергии этих локализованных образований.
5) Исследуйте графики распределения энергии от радиальной координаты. Обратите внимание, что практически вся энергия содержится в первых трёх волнах затухающего графика. Определите расстояния этих «трёх волн» для выбранных простейших образований, соответственно (0,0), (0,1), (1,1). Это будут эффективные радиусы этих локализованных образований. Поработав с формулами, получите связь этих радиусов с полной энергией этих образований, или, что эквивалентно, с их массой. Правда, не хватает ещё одного уравнения для полноты системы.
6) Найдите формулы для моментов импульса локализованных образований. Проинтегрируйте по пространству. Найдите графики распределения моментов импульса (спинов) объектов (0,0), (0,1), (1,1). Найдите интегральные спины объектов. Также посмотрите графики.
7) Теперь подставьте в формулу (1,1) массу протона и его спин, получите некий размер и сравните с известным размером протона (комптоновский радиус). Они совпадают. Размер электрона сейчас не известен, поэтому будет неожиданностью, что он заметно больше предполагаемого в физике.
Разве это не Гипер-чудо?