Введение
Продолжаем исследовать природу электромагнитного излучения, фотонов и предельной скорости света.
В предыдущей части была предложена альтернативная модель возникновения электромагнитной волны, опирающаяся на концепцию четвертого пространственного измерения (w). Такой подход позволил аргументированно объяснить многие фундаментальные характеристики ЭМ-излучения.
Согласно нашей гипотезе, фотон, обладая массой и зарядом, органично вписывается в модель корпускулярно-волнового дуализма, а также процессы излучения и поглощения. В частности, плоская поляризованная волна рассматривается как результат проекции движения фотона из 4D-пространства в наше привычное трехмерное.
Однако в прошлый раз мы оставили без внимания механизм самого излучения и природу сил, задающих фотону его циклическую траекторию в 4D. Восполним эти пробелы в текущей статье, начав с анализа энергетического баланса между кинетикой фотона и энергией его поля.
Энергетический баланс фотона и электромагнитного излучения
Напомню, что ранее мы предложили уточненную формулу Ньютона для кинетической энергии: 
Закон сохранения энергии требует, чтобы полная энергия фотона в любой точке траектории складывалась из его кинетической энергии и энергии поля: 
В момент инициации (вылета фотона из 3D-пространства) кулоновские силы еще не оказывают влияния, и вся энергия заключается в начальной кинетической составляющей. В процессе полета фотон теряет скорость, переводя кинетическую энергию в энергию 4D-поля (проекция которой и воспринимается как ЭМ-волна). Пик этой энергии приходится на точку максимального отклонения α, где кинетическая энергия достигает минимума.
Согласно геометрическим принципам, в точке α скорость фотона 
Таким образом, максимальная энергия поля — это разность энергий в начальной и конечной точках:
При высоких значениях γ формула упрощается до 
Механизм излучения фотона
Мы рассматриваем фотон как структурный компонент электрона, обладающий собственным зарядом и массой. Это позволяет изучить условия его отделения от электрона. Обычно это происходит в результате атомных переходов, тормозного излучения или захвата электрона ионом. Во всех этих сценариях накопленная потенциальная энергия высвобождается, и фотон «выстреливает» в 4D-пространство под воздействием кулоновских сил.
Для описания этого процесса мы использовали 3D-аппарат, где кулоновская энергия взаимодействия фотона и электрона выражается через их заряды и расстояние между ними. Исходя из закона сохранения импульса, при отрыве фотона электрон испытывает отдачу, а фотон устремляется на высоких скоростях.
Численное моделирование показало интересные закономерности. Если предположить, что электрон состоит исключительно из фотонов, то их масса оказывается слишком велика, чтобы они могли достичь релятивистских скоростей, характерных для света. Однако, если доля массы фотона в электроне ничтожно мала (порядка 10^-18), а заряд — около 10^-11 от заряда электрона, то расчетные скорости фотонов идеально соответствуют физически наблюдаемым параметрам ЭМ-волн.
Анализ движения в 4D и выводы
Для определения траектории фотона и времени «полуволны» мы перенесли 3D-уравнения движения в 4D-контекст. Оказалось, что для корректного описания динамики необходимо учитывать, что напряженность поля в 4D-пространстве специфически влияет на ускорение фотона, пропорциональное квадрату Лоренц-фактора.
Итоговая формула времени полуволны позволяет наглядно показать: частота колебаний действительно прямо пропорциональна Лоренц-фактору. Это фундаментальный результат, подтверждающий состоятельность выбранной геометрической модели.
Основные итоги исследования:
- Подтверждена связь между кинетической энергией фотона и параметрами электромагнитного поля.
- Доказана возможность формирования ЭМ-излучения под действием кулоновских сил.
- Установлено, что фотоны составляют лишь малую долю массы электрона (вероятно, менее 1E-7).
- Получено математическое описание траектории фотона в 4D-пространстве, полностью объясняющее частотные характеристики излучения.
