Лекции по квантовой механике. Розман Г.А. - 8 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

8
Ìîäåëü Ðåçåðôîðäà áûëà ñïàñåíà â 1913 ã. äàòñêèì ôèçèêîì
Íèëüñîì Áîðîì áëàãîäàðÿ ââåäåíèþ â êëàññè÷åñêóþ ôèçèêó ïàðàäîêñàëü-
íûõ äëÿ íåå óòâåðæäåíèé-ïîñòóëàòîâ. Èõ äâà:
1. Â àòîìå ñóùåñòâóþò ñòàöèîíàðíûå ýëåêòðîííûå îðáèòû, íàõî-
äÿñü íà êîòîðûõ ýëåêòðîí íå èçëó÷àåò ýíåðãèþ.
2.Òîëüêî ïðè ïåðåõîäå ñ îäíîé îðáèòû íà äðóãóþ ýëåêòðîí ïîãëîùà-
åò èëè èçëó÷àåò ýíåðãèþ.
Ïåðâîíà÷àëüíî â òåîðèè Áîðà áûëî åùå îäíî óòâåðæäåíèå: ìîìåíò
êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ýëåêòðîíà ïðè ïåðåõîäå ñ îäíîé îðáèòû íà äðóãóþ
èçìåíÿåòñÿ äèñêðåòíî. Íåìåöêèé ôèçèê Çîììåðôåëüä óñëîæíèë ìîäåëü
Áîðà, ââåäÿ íàðÿäó ñ êðóãîâûìè îðáèòàìè è ýëëèïòè÷åñêèå îðáèòû. Áëà-
ãîäàðÿ ýòîìó ñîñòîÿíèå ýëåêòðîíà â àòîìå ñòàëî îïðåäåëÿòñÿ äâóìÿ êâàí-
òîâûìè ÷èñëàìè: ãëàâíûì (ââåäåííûì åùå Áîðîì) è îðáèòàëüíûì.
 òîì æå 1913 ã. íåìåöêèå ôèçèêè Ôðàíê è Ãåðö ýêñïåðèìåíòàëüíî
óñòàíîâèëè ñóùåñòâîâàíèå â àòîìàõ äèñêðåòíûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ñîñòîÿ-
íèé, òåì ñàìûì ãèïîòåçà Í. Áîðà ïåðåøëà â ðàíã òåîðèè (õîòÿ è íå ïîíÿò-
íîé ñ ïîçèöèé êëàññè÷åñêîé ôèçèêè).
 1921 ã. òåîðèÿ Áîðà ïîëó÷èëà åùå îäíî ýêñïåðèìåíòàëüíîå ïîä-
òâåðæäåíèå: â îïûòàõ Øòåðíà è Ãåðëàõà áûëî îáíàðóæåíî íîâîå êâàíòî-
âàíèå ýíåðãåòè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ýëåêòðîíîâ â àòîìå (ìû íå ðàññìàòðèâà-
åì ýòè ôàêòû ïîäðîáíî, òàê êàê ýòî äåëàåòñÿ â êóðñå îáùåé ôèçèêè, íàøà
çàäà÷à - íàìåòèòü ýòàïû ðàçâèòèÿ ôèçèêè, ïðèâåäøèå åå ê ñîçäàíèþ êâàí-
òîâîé ìåõàíèêè - îñíîâíîìó îáúåêòó äàííîãî êóðñà).
1.3. Âîëíîâûå è êîðïóñêóëÿðíûå ñâîéñòâà ñâåòà
Ê íà÷àëó Õ1Õ â ñîïåðíè÷åñòâå äâóõ òåîðèé ñâåòà (êîðïóñêóëÿðíîé
è âîëíîâîé) ââåðõ îäåðæàëà âîëíîâàÿ òåîðèÿ. Ó ñâåòà áûëè îáíàðóæåíû
òàêèå ÿâëåíèÿ, êàê èíòåðôåðåíöèÿ, äèôðàêöèÿ è ïîëÿðèçàöèÿ, êîòîðûå
ìîãëè áûòü îáúÿñíåíû íåïðîòèâîðå÷èâî ñ îäíèõ ïîçèöèé òîëüêî èñõîäÿ èç
òåîðèè, ÷òî ñâåò-ýòî âîëíîâîé ïðîöåññ, ñâåò èìååò âîëíîâóþ ïðèðîäó.
Äæ. Ìàêñâåëë â ñâîåé ýëåêòðîäèíàìèêå ïîêàçàë, ÷òî ñâåò ÿâëÿåòñÿ ýëåê-
òðîìàãíèòíûìè âîëíàìè. Â 1887 ã. Ã. Ãåðö ýêñïåðèìåíòàëüíî îáíàðóæèë
ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû.
Íî â òîì æå ãîäó òîò æå Ã. Ãåðö îáíàðóæèë íîâîå ôèçè÷åñêîå ÿâëå-
íèå, íàçâàííîå ôîòîýôôåêòîì: ïîä âîçäåéñòâèåì ñâåòà ìåòàëëè÷åñêàÿ ïëà-
ñòèíêà ïðèîáðåòàåò ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä. Ðîññèéñêèé ôèçèê À.Ñòîëåòîâ
óñòàíîâèë äâà çàêîíà ýòîãî ÿâëåíèÿ:
      Ìîäåëü Ðåçåðôîðäà áûëà “ñïàñåíà” â 1913 ã. äàòñêèì ôèçèêîì
Íèëüñîì Áîðîì áëàãîäàðÿ ââåäåíèþ â êëàññè÷åñêóþ ôèçèêó ïàðàäîêñàëü-
íûõ äëÿ íåå óòâåðæäåíèé-ïîñòóëàòîâ. Èõ äâà:
      1. Â àòîìå ñóùåñòâóþò ñòàöèîíàðíûå ýëåêòðîííûå îðáèòû, íàõî-
äÿñü íà êîòîðûõ ýëåêòðîí íå èçëó÷àåò ýíåðãèþ.
      2.Òîëüêî ïðè ïåðåõîäå ñ îäíîé îðáèòû íà äðóãóþ ýëåêòðîí ïîãëîùà-
åò èëè èçëó÷àåò ýíåðãèþ.
      Ïåðâîíà÷àëüíî â òåîðèè Áîðà áûëî åùå îäíî óòâåðæäåíèå: ìîìåíò
êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ýëåêòðîíà ïðè ïåðåõîäå ñ îäíîé îðáèòû íà äðóãóþ
èçìåíÿåòñÿ äèñêðåòíî. Íåìåöêèé ôèçèê Çîììåðôåëüä óñëîæíèë ìîäåëü
Áîðà, ââåäÿ íàðÿäó ñ êðóãîâûìè îðáèòàìè è ýëëèïòè÷åñêèå îðáèòû. Áëà-
ãîäàðÿ ýòîìó ñîñòîÿíèå ýëåêòðîíà â àòîìå ñòàëî îïðåäåëÿòñÿ äâóìÿ êâàí-
òîâûìè ÷èñëàìè: ãëàâíûì (ââåäåííûì åùå Áîðîì) è îðáèòàëüíûì.

      Â òîì æå 1913 ã. íåìåöêèå ôèçèêè Ôðàíê è Ãåðö ýêñïåðèìåíòàëüíî
óñòàíîâèëè ñóùåñòâîâàíèå â àòîìàõ äèñêðåòíûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ñîñòîÿ-
íèé, òåì ñàìûì ãèïîòåçà Í. Áîðà ïåðåøëà â ðàíã òåîðèè (õîòÿ è íå ïîíÿò-
íîé ñ ïîçèöèé êëàññè÷åñêîé ôèçèêè).
       1921 ã. òåîðèÿ Áîðà ïîëó÷èëà åùå îäíî ýêñïåðèìåíòàëüíîå ïîä-
òâåðæäåíèå: â îïûòàõ Øòåðíà è Ãåðëàõà áûëî îáíàðóæåíî íîâîå êâàíòî-
âàíèå ýíåðãåòè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ ýëåêòðîíîâ â àòîìå (ìû íå ðàññìàòðèâà-
åì ýòè ôàêòû ïîäðîáíî, òàê êàê ýòî äåëàåòñÿ â êóðñå îáùåé ôèçèêè, íàøà
çàäà÷à - íàìåòèòü ýòàïû ðàçâèòèÿ ôèçèêè, ïðèâåäøèå åå ê ñîçäàíèþ êâàí-
òîâîé ìåõàíèêè - îñíîâíîìó îáúåêòó äàííîãî êóðñà).

        1.3. Âîëíîâûå è êîðïóñêóëÿðíûå ñâîéñòâà ñâåòà

      Ê íà÷àëó Õ1Õ â ñîïåðíè÷åñòâå äâóõ òåîðèé ñâåòà (êîðïóñêóëÿðíîé
è âîëíîâîé) ââåðõ îäåðæàëà âîëíîâàÿ òåîðèÿ. Ó ñâåòà áûëè îáíàðóæåíû
òàêèå ÿâëåíèÿ, êàê èíòåðôåðåíöèÿ, äèôðàêöèÿ è ïîëÿðèçàöèÿ, êîòîðûå
ìîãëè áûòü îáúÿñíåíû íåïðîòèâîðå÷èâî ñ îäíèõ ïîçèöèé òîëüêî èñõîäÿ èç
òåîðèè, ÷òî ñâåò-ýòî âîëíîâîé ïðîöåññ, ñâåò èìååò âîëíîâóþ ïðèðîäó.
Äæ. Ìàêñâåëë â ñâîåé ýëåêòðîäèíàìèêå ïîêàçàë, ÷òî ñâåò ÿâëÿåòñÿ ýëåê-
òðîìàãíèòíûìè âîëíàìè. Â 1887 ã. Ã. Ãåðö ýêñïåðèìåíòàëüíî îáíàðóæèë
ýëåêòðîìàãíèòíûå âîëíû.
      Íî â òîì æå ãîäó òîò æå Ã. Ãåðö îáíàðóæèë íîâîå ôèçè÷åñêîå ÿâëå-
íèå, íàçâàííîå ôîòîýôôåêòîì: ïîä âîçäåéñòâèåì ñâåòà ìåòàëëè÷åñêàÿ ïëà-
ñòèíêà ïðèîáðåòàåò ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä. Ðîññèéñêèé ôèçèê À.Ñòîëåòîâ
óñòàíîâèë äâà çàêîíà ýòîãî ÿâëåíèÿ:

                                   8