ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Является результатом научно-исследовательской работы.

Новизна - впервые в натурных условиях экспериментально определены значения величин энергий связи компонентов, принципы их квантования и распределения по уровням.

Передача энергии в массиве происходит за счет переселения возбуждений от атома к атому при их столкновениях. Один атом в одном акте передает только определенный один квант энергии, который, достигая обнажения, высвечивается.

Для оценки энергетических параметров микрокомпонентов массива (литосферы) существенно, что вторичные регистрируемые фотоны неотличимы по величине энергии от первичных квантов, мигрирующих к обнажениям, являясь их точной копией.

Измерения фотонной эмиссии выполнялись в режиме счета фотонов и импульсов с применением измерителей фотонной эмиссии с поверхностей скважин и выработок подземных шахт при состояниях компонентов от относительно равновесного спокойного до их динамических состояний после камуфлетного взрывания ВВ или технологических взрываний ВВ в забоях.

В ходе анализа результатов измерений механосвечения пород, выполненных с 1984 по 1991 годы, получены следующие результаты.

Энергии фотонов оптического диапазона, регистрируемые с помощью прибора ИФЭ - с датчиками, снабженными фотоэлектронными умножителями ФЭУ-83 (360 - 1200 нм) и ФЭУ-142 (45 - 360 нм), равны 1,5Ч10 ^-19 - 4,4Ч10 ^-18 Дж; энергии фотонов рентгеновского и гамма-диапазонов, регистрируемые с помощью дозиметра ДРГЗ-02, отградуированного в единицах энергии, соответственно, составляют 4,4Ч10 ^-18 - 4,5Ч10 ^-17 Дж и 6,0Ч10 ^-16 - 8,2Ч10 ^-14 Дж. Кванты энергий кратны величине 3,18397Ч10 ^-20 Дж.

Полученные результаты представляют закономерность

1,5Ч10 ^-19 - 4,4Ч10 ^-18 Дж;

4,5Ч10 ^-17 - 6,0Ч10 ^-16 Дж;

6,0Ч10 ^-16 - 8,2Ч10 ^-14 Дж,

в которой начало 3-го диапазона равно значению конца 2-го диапазона, по аналогии начало 2-го диапазона должно быть равно значению в конце 1-го диапазона 4,4Ч10 ^-18 Дж, тогда 3-ий и 2-ой диапазоны имеют начальные и конечные значения, соответственно, отличающиеся друг от друга в 137 раз. В соответствии с этим, разделив 4,4Ч10 ^-18 Дж на 137, находим значение энергии связи начала 1-го диапазона - 3,2Ч10 ^-20 Дж.

Нерегистрированные инфракрасную часть оптического диапазона и ультрафиолетовую часть второго диапазона можно определить также расчетным путем.

Диапазон энергий связи валентных электронов, ответственный за оптический диапазон излучения, составляет:

от до (3,18Ч10 ^-20 - 4,36Ч10 ^-18 Дж), (1)

гдеa= - обратная величина постоянной строения;m _e-масса электрона; с - скорость света в вакууме;l_а- длина волны атома; е - заряд электрона;r _a-радиус атома.

Диапазон энергий связи внутренних электронов, первая половина которого представляет часть ультрафиолетового диапазона, вторая - часть рентгеновского, составляет:

от до (4,36Ч10 ^-18 - 5,97Ч10 ^-16 Дж), (2)

гдеl_а- длина волны электрона.

Отношение энергий с их минимальными значениями из двух экспериментальных групп показывает количество квантов энергии в диапазоне. По данному правилу можно установить значение энергии первого кванта третьего диапазона 4,36Ч10 ^-18 ДжЧ137,11 = 5,98Ч10 ^-16 Дж.

Тогда полная таблица квантовых состояний связанных в натурных условиях атомов (потенциальных энергий связи) равна

dЕ ₁ =a³bm _ec ² …a²m _ec ² = 3,1839700Ч10 ^-20… 4,3620390Ч10 ^-18Дж (1)

dЕ ₂ =a²bm _ec ² …am _ec ² = 4,3620390Ч10 ^-18… 5,9759935Ч10 ^-16Дж (2)

dЕ ₃ =abm _ec ² … m _ec ² = 5,9759935Ч10 ^-16… 8,1871111Ч10 ^-14Дж (3)

где - характеризует величину диапазона (0, 1, 2, 3 - степени определяют ступени диапазонов);b= 1, 2, 3, … , 136 - возможное количество связей компонента (электрона, атома);b_макс.=a^-1= 137 - 137-ым квантом является масса самого компонента, выраженная в единицах энергии связи;m _e- масса электрона; с - скорость света в вакууме.

Поскольку в уравнении (1) - (3) входят только величины, являющиеся константами Природы, то неточность вышеприведенного отношения связана с приборными погрешностями. Расчетные данные показывают, что значения энергий квантов являются величинами, кратными энергии кванта с наименьшим значением 3,1839700Ч10 ^-20 Дж и дольными - энергии покоя электрона.

Технический результат. Осуществление изобретения позволяет предложенные принципы экстраполировать вширь и вглубь природы существенно не меняя правил, что дает возможность рассчитывать строение и состояние ядер, нуклонов, кварков и антикварков в структурах нуклонов, а также минеральных частиц, микро- и макроблоков, небесных тел.

Возможность выполнения точных расчетов, в особенности в области физики высоких энергий и земных недр без выполнения дорогостоящих экспериментов дает экономический эффект в государственном масштабе.

При регистрации в радиодиапазоне энергии связи блоков определяются по следующей методике. Например, при регистрации информации на частоте 1Ч10 ³ Гц имеем:

e =a^-11bm _ec ² = 2,6Ч10 ¹⁰ - 3,58Ч10 ¹² Дж, (3, 4)

гдеr_комп.- радиус компонента;l_ф- длина волны фотона; Е - энергия связи.

Соотношения, используемые для расчета энергий связи компонентов литосферы, можно описать одним уравнением вида

Е =a^-kbm _ec ² (5)

где k - 1, 2,…, 17 -ступени диапазонов;b= 1, 2,…, 136 - определяет число связей или состояние компонента в пределах своего диапазона.

При учете энергий связи компонентов литосферы, начиная от атомов и до плит, на каждый диапазон строения компонента приходится по два диапазона состояния компонента, поскольку в структуре атома взаимодействуют электроны и протоны, в то время, как, начиная с атомов, во взаимодействии масс, кроме протонов, участвуют еще и нейтроны. При этом сохраняются принципы и закономерность квантования расстояний и энергий связи. Однако число компонентов растет на ступень быстрее, чем число диапазонов расстояний взаимодействий.

В табл. 1 представлены энергии связи компонентов литосферы, рассчитанные по формуле (5).

Таблица 1

Возможные энергетические состояния компонентов литосферы Земли

В таблице значенияa^-1=b_макс.= 137 …a^-17=b¹⁷_макс.

Из результатов исследований следует, что принципы квантования компонентов и их фотонов одинаковы. Постоянные a-строения и b-состояния компонентов обладают зарядовой и масштабной независимостью.

Заявка на изобретение 98105647/28-(005776) от 24.03.98 «Способ определения состояния компонентов литосферы Земли» (положительное решение о выдаче патента РФ от 12.01.99) / А.С. Денисов.