n = c/v (2.2.1)
где:
n — коэффициент преломления;
c — скорость света (фотона);
v — скорость света (фотона) в среде.
C помощью этого коэффициента преломления можно рассчитать точку выхода света из этой среды на границе с другой средой. Практически каждый школьник производил подобные расчёты и эксперимент по пропусканию светового тучка через призму. Всё вроде бы просто и ясно. Но опять существует одно маленькое но. Оно появится, если сопоставить эту информацию с правилами квантовой физики, которая описывает природу волн, в том числе и оптического диапазона. Согласно понятиям квантовой физики, световые волны излучаются и поглощаются определёнными порциями, которые назвали фотонами. Каждый фотон имеет энергию, равную:
E = hf (2.2.2)
где:
h = 6,62 10-27 Erg/sek — постоянная Планка;
f — частота фотона.
Таким образом, каждый фотон имеет строго определённую энергию, и эта энергия определяет скорость перемещения его в среде. Поэтому, мы можем составить тождество:
mc2/2 = hf (2.2.3)
При прохождении через среду, скорость волны уменьшается пропорционально коэффициенту преломления данной среды (с = nv) и, следовательно, энергия фотона уменьшается:
Eср = mv2/2 = hf (2.2.4)
Естественно, что энергия фотона в среде получается меньше его энергии в вакууме:
Eср< E
Подставляя их уравнения, получим:
mv2/2 = hf < mc2/2 = hf (2.2.5)
Анализируя это соотношение, неизбежно придём к заключению, что, при изменении энергии фотона, должна измениться частота, а, следовательно, длина волны λ. Другими словами, входит в среду один фотон, а выходит другой. Получается явное противоречие с реальностью. Выводы линейной оптики противоречат квантовой механике. Каждый фотон имеет строго определённую энергию, он излучается при переходе электрона с большей разрешённой орбиты на меньшую; при поглощении атомом фотона, электрон атома переходит с нижней разрешённой орбиты на большую, так определяет квантовая физика. Но фотон, при прохождении среды, не меняется, в то время, как его скорость уменьшается. Как же быть с этим?
Если считать что пространство — однородно, т.е., его свойства и качества неизменны, получается абсурд. Абсурд исчезает если признать, что пространство — неоднородно, что его свойства и качества изменяются в разных направлениях, и, что материя, заполняющая пространство, влияет на свойства и качества пространства, которое она заполняет, а пространство влияет на материю. Проявляется, так называемая, обратная связь. В результате, устанавливается равновесное состояние между материей, заполняющей пространство и пространством, в котором данная материя находится. При таком равновесии, материя устойчива. В данной точке мы подошли к пониманию другого природного явления — радиоактивности.
Радиоактивность — явление, при котором, атом становится неустойчивым, происходит его распад, в результате которого выделяется энергия, и образуется более устойчивый атом или атомы. Неустойчивость возникает при поглощении данным атомом фотона. При поглощении фотона, происходит переход электрона с одной разрешённой орбиты на другую. Но почему при поглощении фотона один атом становится неустойчивым и распадается, в то время, как другой остаётся стабильным? Радиоактивными признаются трансурановые элементы, атомный вес которых превышает двести тридцать восемь а.е. и имеющие сложную структуру электронных орбит. Распад подобных атомов можно было бы объяснить их сложной структурой, которая нарушается при поглощении фотона и из устойчивого состояния переходит в неустойчивое, в результате чего, атом и распадается. Всё, казалось бы, прекрасно, если бы опять не вмешалось бы маленькое НО. Радиоактивны не только трансурановые элементы, но и изотопы всех других элементов. Любопытен тот факт, что, к примеру, радиоактивны изотопы водорода — дейтерий и тритий, с атомной массой две и три а.е., в то время, как атом золота — максимально устойчивый, при атомном весе почти сто девяносто семь а.е. В этом и аналогичных случаях невозможно объяснить устойчивость и неустойчивость сложностью структуры организации атомов. Вновь появляется парадокс и, казалось бы, неразрешимое противоречие. Всё было бы так, если исходить из предположения однородности пространства. Но если предположить, что пространство неоднородно — противоречие и абсурд исчезают.