ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
— 18 —
ðàëèçóåòñÿ ñóììàðíûì îòðèöàòåëüíûì çàðÿäîì ýëåêòðîíîâ, òàê
÷òî àòîì â öåëîì ýëåêòðîíåéòðàëåí. Âîçíèêàþùàÿ âñëåäñòâèå
âðàùåíèÿ ýëåêòðîíîâ öåíòðîáåæíàÿ ñèëà óðàâíîâåøèâàåòñÿ ñè-
ëîé ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïðèòÿæåíèÿ ýëåêòðîíîâ ê ïðîòèâîïî-
ëîæíî çàðÿæåííîìó ÿäðó. Ðàçìåðû ÿäðà ìàëû (äèàìåòð àòîìà —
10
-8
ñì, äèàìåòð ÿäðà — 10
-12
— 10
-13
ñì).
Èç îïûòîâ Ðåçåðôîðäà ñëåäîâàëî, ÷òî çàðÿä ÿäðà, âûðàæåííûé
â åäèíèöàõ çàðÿäà ýëåêòðîíà, ÷èñëåííî ðàâåí ïîðÿäêîâîìó íîìåðó
ýëåìåíòà â ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå. Ïðîòèâîðå÷èå òåîðèÿ Ðåçåðôîðäà
â òîì, ÷òî îíà íå ìîãëà îáúÿñíèòü óñòîé÷èâîñòè àòîìà. Ýëåêòðîí,
íåïðåðûâíî èçëó÷àÿ ýëåêòðîìàãíèòíóþ ýíåðãèþ è äâèãàÿñü ïî ñïè-
ðàëè, áóäåò ïðèáëèæàòüñÿ ê ÿäðó. Èñ÷åðïàâ âñþ ñâîþ ýíåðãèþ, îí
äîëæåí «óïàñòü» íà ÿäðî, è àòîì ïðåêðàòèò ñâîå ñóùåñòâîâàíèå. Íà
ñàìîì äåëå àòîì — ýòî óñòîé÷èâîå îáðàçîâàíèå.
Âî-âòîðûõ, ìîäåëü Ðåçåðôîðäà ïðèâîäèëà ê íåïðàâèëüíûì
âûâîäàì î õàðàêòåðå àòîìíûõ ñïåêòðîâ. Ýëåêòðîí, âðàùàÿñü âîê-
ðóã ÿäðà, äîëæåí ïðèáëèæàòüñÿ ê ÿäðó, íåïðåðûâíî ìåíÿÿ ñêî-
ðîñòü ñâîåãî äâèæåíèÿ, ÷àñòîòà èñïóñêàåìîãî èì ñâåòà îïðåäåëÿ-
åòñÿ ÷àñòîòîé åãî âðàùåíèÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, òîæå äîëæíà íå-
ïðåðûâíî ìåíÿòüñÿ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñïåêòð èçëó÷åíèÿ àòîìà
äîëæåí áûòü íåïðåðûâíûì, ñïëîøíûì. Â äåéñòâèòåëüíîñòè æå
ñïåêòð ó àòîìà ëèíåé÷àòûé.
Ñóùåñòâåííûé øàã â ðàçâèòèè ïðåäñòàâëåíèé î ñòðîåíèè
àòîìà ñäåëàë â 1913 ã. Íèëüñ Áîð, ïðåäëîæèâøèé òåîðèþ, îáúå-
äèíÿþùóþ ÿäåðíóþ ìîäåëü àòîìà ñ êâàíòîâîé òåîðèåé ñâåòà
(îñíîâîïîëàãàþùèå èññëåäîâàíèÿ ïðèíàäëåæàò Ýéíøòåéíó).
Ëó÷èñòàÿ ýíåðãèÿ èñïóñêàåòñÿ è ïîãëîùàåòñÿ òåëàìè íå íå-
ïðåðûâíî, à äèñêðåòíî, òî åñòü îòäåëüíûìè ïîðöèÿìè — êâàí-
òàìè. Óðàâíåíèå Ïëàíêà Å = h
ν
, ãäå h — ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà =
6,625
.
10
-34
Äæ
.
ñ.
Èçëó÷åíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîòîê íåäåëèìûõ ìàòåðèàëü-
íûõ «÷àñòèö» ôîòîíîâ, ýíåðãèÿ êîòîðûõ îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíè-
åì Ïëàíêà. Ôîòîí îáëàäàåò äâîéñòâåííîñòüþ: âåäåò ñåáÿ êàê ÷àñ-
òèöà êîðïóñêóëà è îáëàäàåò âîëíîâûìè ñâîéñòâàìè — ýòî ïðî-
ÿâëÿåòñÿ â âîëíîâîì õàðàêòåðå ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà.
Íèëüñ Áîð ñäåëàë âûâîä, ÷òî ýíåðãèÿ ýëåêòðîíà â àòîìå íå
ìîæåò ìåíÿòüñÿ íåïðåðûâíî, à èçìåíÿåòñÿ ñêà÷êàìè, òî åñòü
äèñêðåòíî. Ïîýòîìó â àòîìå âîçìîæíû íå ëþáûå ýíåðãåòè÷åñêèå
ñîñòîÿíèÿ ýëåêòðîíîâ, à ëèøü îïðåäåëåííûå, «ðàçðåøåííûå» ñî-
ñòîÿíèÿ.
ðàëèçóåòñÿ ñóììàðíûì îòðèöàòåëüíûì çàðÿäîì ýëåêòðîíîâ, òàê ÷òî àòîì â öåëîì ýëåêòðîíåéòðàëåí. Âîçíèêàþùàÿ âñëåäñòâèå âðàùåíèÿ ýëåêòðîíîâ öåíòðîáåæíàÿ ñèëà óðàâíîâåøèâàåòñÿ ñè- ëîé ýëåêòðîñòàòè÷åñêîãî ïðèòÿæåíèÿ ýëåêòðîíîâ ê ïðîòèâîïî- ëîæíî çàðÿæåííîìó ÿäðó. Ðàçìåðû ÿäðà ìàëû (äèàìåòð àòîìà — 10-8 ñì, äèàìåòð ÿäðà — 10-12 — 10-13 ñì). Èç îïûòîâ Ðåçåðôîðäà ñëåäîâàëî, ÷òî çàðÿä ÿäðà, âûðàæåííûé â åäèíèöàõ çàðÿäà ýëåêòðîíà, ÷èñëåííî ðàâåí ïîðÿäêîâîìó íîìåðó ýëåìåíòà â ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå. Ïðîòèâîðå÷èå òåîðèÿ Ðåçåðôîðäà â òîì, ÷òî îíà íå ìîãëà îáúÿñíèòü óñòîé÷èâîñòè àòîìà. Ýëåêòðîí, íåïðåðûâíî èçëó÷àÿ ýëåêòðîìàãíèòíóþ ýíåðãèþ è äâèãàÿñü ïî ñïè- ðàëè, áóäåò ïðèáëèæàòüñÿ ê ÿäðó. Èñ÷åðïàâ âñþ ñâîþ ýíåðãèþ, îí äîëæåí «óïàñòü» íà ÿäðî, è àòîì ïðåêðàòèò ñâîå ñóùåñòâîâàíèå. Íà ñàìîì äåëå àòîì — ýòî óñòîé÷èâîå îáðàçîâàíèå. Âî-âòîðûõ, ìîäåëü Ðåçåðôîðäà ïðèâîäèëà ê íåïðàâèëüíûì âûâîäàì î õàðàêòåðå àòîìíûõ ñïåêòðîâ. Ýëåêòðîí, âðàùàÿñü âîê- ðóã ÿäðà, äîëæåí ïðèáëèæàòüñÿ ê ÿäðó, íåïðåðûâíî ìåíÿÿ ñêî- ðîñòü ñâîåãî äâèæåíèÿ, ÷àñòîòà èñïóñêàåìîãî èì ñâåòà îïðåäåëÿ- åòñÿ ÷àñòîòîé åãî âðàùåíèÿ è, ñëåäîâàòåëüíî, òîæå äîëæíà íå- ïðåðûâíî ìåíÿòüñÿ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñïåêòð èçëó÷åíèÿ àòîìà äîëæåí áûòü íåïðåðûâíûì, ñïëîøíûì.  äåéñòâèòåëüíîñòè æå ñïåêòð ó àòîìà ëèíåé÷àòûé. Ñóùåñòâåííûé øàã â ðàçâèòèè ïðåäñòàâëåíèé î ñòðîåíèè àòîìà ñäåëàë â 1913 ã. Íèëüñ Áîð, ïðåäëîæèâøèé òåîðèþ, îáúå- äèíÿþùóþ ÿäåðíóþ ìîäåëü àòîìà ñ êâàíòîâîé òåîðèåé ñâåòà (îñíîâîïîëàãàþùèå èññëåäîâàíèÿ ïðèíàäëåæàò Ýéíøòåéíó). Ëó÷èñòàÿ ýíåðãèÿ èñïóñêàåòñÿ è ïîãëîùàåòñÿ òåëàìè íå íå- ïðåðûâíî, à äèñêðåòíî, òî åñòü îòäåëüíûìè ïîðöèÿìè — êâàí- òàìè. Óðàâíåíèå Ïëàíêà Å = hν, ãäå h — ïîñòîÿííàÿ Ïëàíêà = 6,625 . 10-34 Äæ . ñ. Èçëó÷åíèå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïîòîê íåäåëèìûõ ìàòåðèàëü- íûõ «÷àñòèö» ôîòîíîâ, ýíåðãèÿ êîòîðûõ îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíè- åì Ïëàíêà. Ôîòîí îáëàäàåò äâîéñòâåííîñòüþ: âåäåò ñåáÿ êàê ÷àñ- òèöà êîðïóñêóëà è îáëàäàåò âîëíîâûìè ñâîéñòâàìè — ýòî ïðî- ÿâëÿåòñÿ â âîëíîâîì õàðàêòåðå ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà. Íèëüñ Áîð ñäåëàë âûâîä, ÷òî ýíåðãèÿ ýëåêòðîíà â àòîìå íå ìîæåò ìåíÿòüñÿ íåïðåðûâíî, à èçìåíÿåòñÿ ñêà÷êàìè, òî åñòü äèñêðåòíî. Ïîýòîìó â àòîìå âîçìîæíû íå ëþáûå ýíåðãåòè÷åñêèå ñîñòîÿíèÿ ýëåêòðîíîâ, à ëèøü îïðåäåëåííûå, «ðàçðåøåííûå» ñî- ñòîÿíèÿ. — 18 —
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- …
- следующая ›
- последняя »