6.1 Efectul fotoelectric și împrăștierea Compton

Acasă ／ Capitolul 6: Domeniul cuantic (V5.05)

În Teoria Fibrelor de Energie (EFT), lumina este un pachet de unde – o perturbație tensorială care se propagă prin „marea energiei”. O astfel de perturbație formează un pachet stabil abia după ce depășește un prag tensorial local; în mod similar, receptorul absoarbe energie doar când propria sa structură trece de pragul de absorbție. Prin urmare, „comportamentul de tip particulă” observat nu înseamnă că lumina este un șir de granule; el apare deoarece emisia și absorbția au loc în porții indivizibile stabilite de praguri, în timp ce drumul dintre sursă și receptor urmează legile undelor – propagare, fază și interferență. Pe scurt: unda stabilește traseul, pragurile stabilesc porția.

I. Un mecanism unificat: trei praguri, trei pași discreți

Un eveniment complet de „sosire–plecare” al luminii are trei segmente. Împreună explică de ce schimbul de energie se face porționat.

• Pragul din sursă: pragul de formare a pachetului
  În sursă, tensorul și faza se acumulează și evoluează. Când ating pragul de eliberare, energia stocată iese sub forma unei „învelitori” coerente – un pachet întreg. Sub prag nu există „scurgeri picătură cu picătură”; la prag, emisia este totală. Astfel, emisia devine porționată.
• Pragul de pe traseu: pragul de propagare
  Marea energiei nu „acordă liber trecerea” oricărei perturbații. Doar perturbațiile suficient de coerente, aflate într-un fereastră de transparență a frecvențelor și aliniate cu un canal cu impedanță mică, călătoresc departe ca pachete stabile. Celelalte se încălzesc, se împrăștie sau se pierd în zgomotul de fond lângă sursă.
• Pragul din receptor: pragul de închidere
  Un detector sau un electron legat trebuie să treacă printr-o poartă a materialului pentru ca absorbția/emisia să fie considerată încheiată. Poarta este indivizibilă: fie nu se întâmplă nimic, fie se închide pe o porție întreagă. De aceea detecția și schimbul de energie se întâmplă „câte o porție pe rând”.

Într-o singură frază: pragul de formare face emisia discretă, pragul de propagare filtrează ceea ce ajunge departe, iar pragul de închidere face absorbția discretă. Acest lanț de praguri unește drumul ondulatoriu cu „contabilitatea pe porții” într-o singură imagine fizică.

II. Două experimente clasice prin prisma lanțului de praguri

1. Efectul fotoelectric: prag de culoare, fără întârziere, intensitatea schimbă „numărul”
   Context istoric: În 1887, Hertz a observat că ultravioletele favorizează scânteile. În 1902, Lenard a raportat trei legi: există un prag de culoare (frecvență); electronii apar imediat; intensitatea schimbă numărul de electroni, nu energia fiecărui electron. În 1905, Einstein a explicat prin porții discrete de energie; în 1914–1916, Millikan a confirmat relațiile cu precizie ridicată.

Interpretare în Teoria Fibrelor de Energie:

• De ce „una câte una”: Discreția apare la ambele capete: sursa eliberează pachete întregi la pragul de formare, receptorul închide pe o porție întreagă la poartă. Traseul este ondulatoriu; în clipa tranzacției are loc numărarea porțiilor.
• Intensitatea schimbă „ritmul”, nu „mărimea porției”: Intensitatea determină câte pachete pe unitatea de timp se emit, astfel curentul crește odată cu intensitatea; energia pe porție ține de culoare, nu de intensitate.
• Fără întârziere observabilă: Nu este o urcare lentă; când sosește un pachet eligibil, tranzacția se închide pe loc.
• Culoarea are prag: Electronul legat trebuie să treacă poarta materialului ca să scape. „Lovitura” unui singur pachet este stabilită de ritmul sursei – culoarea. Dacă este prea roșie, o singură porție nu e suficient de „tare”; creșterea intensității nu ajută.

2. Împrăștierea Compton: o porție, un electron, un eveniment
   Context istoric: În 1923, Compton a împrăștiat raze X monocromatice pe electroni aproape liberi și a constatat că unghiurile mai mari duc la lumină împrăștiată mai „roșie” (frecvență mai mică). A interpretat fenomenul ca tranzacție unu-la-unu cu un electron și a primit Premiul Nobel în 1927.

Interpretare în Teoria Fibrelor de Energie:

• Undele încă modelează rezultatul: Înainte și după eveniment, învelitoarea și faza respectă legile undelor; discreția apare doar în clipa tranzacției.
• Evenimente discrete de împrăștiere: Poarta receptorului impune ca fiecare închidere să fie o porție completă – fără împărțirea unei porții între doi electroni.
• Tranzacție pe o singură porție: Un pachet tensorial „se cuplează” cu o substructură electronică capabilă să deschidă poarta și se închide unu-la-unu, cedând energie și impuls; lumina împrăștiată se deplasează spre roșu, iar la unghiuri mai mari cedează mai multă energie.

III. Consecințe ale lanțului de praguri: nu orice perturbație ajunge departe

Multe „semnale” se sting în sursă sau rămân în câmpul apropiat din cauza pragului de propagare:

• Coerență insuficientă: Învelitoarea se destramă de la naștere, fără a deveni pachet durabil.
• Fereastră nepotrivită: Frecvența cade în benzi puternic absorbante ale mediului și se stinge pe distanțe scurte.
• Canal nepotrivit: Lipsește un canal cu impedanță mică adecvat sau orientarea nu se potrivește, iar energia se risipește rapid.

Semnalele care ajung departe îndeplinesc simultan trei condiții: formare bună a pachetului, fereastră de transparență potrivită și potrivire cu canalul.

IV. Corelare cu teoriile existente

• Conform cu mecanica cuantică: Afirmația „energia fiecărei porții discrete este proporțională cu frecvența” rămâne valabilă. Teoria Fibrelor de Energie ancorează originea discreției în pragul de formare (sursă) și pragul de închidere (receptor), fără entități suplimentare.
• Compatibilă cu electrodinamica cuantică: Practica de calcul care tratează lumina ca cuante de câmp rămâne pe deplin aplicabilă. Teoria Fibrelor de Energie adaugă o viziune de substrat concret: marea limitează propagarea și faza, iar fibrele și materialul furnizează pragurile și închiderile.
• Consistentă cu teoria clasică a undelor: Interferența și difracția sunt fenomene ondulatorii. Teoria Fibrelor de Energie subliniază: unda modelează calea, pragurile cuantifică tranzacția – ambele sunt simultan adevărate.

V. Puncte esențiale

• Lumina se comportă ca pachete de unde care se propagă și interferează în marea energiei conform legilor undelor.
• Discreția („una câte una”) apare din praguri: formarea pachetului în sursă și închiderea în receptor fac ca emisia și absorbția să fie porționate.
• Efectul fotoelectric arată un prag dur în receptor: culoarea decide dacă o porție trece prin poartă; intensitatea schimbă doar ritmul porțiilor, nu energia pe porție.
• Împrăștierea Compton evidențiază geometria o porție–un electron: un unghi mai mare → mai multă energie cedată → deplasare spre roșu mai pronunțată.
• Nu orice perturbație devine „lumină pe distanță mare”: doar pachetele bine formate, în fereastra potrivită și aliniate cu canalul ajung departe; celelalte se sting aproape de sursă.