ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение электронной оболочки атома по Бору из "Общая химия Издание 18" Из квантовой теории света следует, что фотон неспособен дробиться он взаимодействует как целое с электроном металла, вы-бивая его из пластинки как целое он взаимодействует и со светочувствительным веществом фотографической пленки, вызывая ее потемнение в определенной точке, и т. д. В этом смысле фотон ведет себя подобно частице, т. е. проявляет корпускулярные свойства. Однако фотон обладает и вЬлновыми свойствами это проявляется в волновом характере распространения света, в способности фотона к интерференции и дифракции. Фотон отличается от частицы в классическом понимании этого термина тем, что его точное положение в пространстве, как и точное положение любой волны, не может быть указано. Но он отличается и от классической волны — неспособностью делиться на части. Объединяя в себе корпускулярньге и волновые свойства, фотон не является, строго говоря, ни частицей, ни волной, — ему присуща корпускулярно-волновая двойственность. [c.63] Последнее уравнение позволяет вычислить возможные частоты (или длины волн) излучения, способного испускаться или поглощаться атомом, т. е. рассчитать спектр атома. [c.64] Постулаты Бора находились в резком противоречии с положениями классической физики. С точки зрения классической механики электрон может вращаться по любым орбитам, а классическая электродинамика не допускает движения заряженной частицы по круговой орбите без излучения. Но эти постулаты нашли свое оправдание в замечательных результатах, полученных Бором при расчете спектра атома водорода. [c.64] Здесь следует отметить, что работа Бора появилась в то время (1913 г.), когда атомные спектры многих элементов были изучены и спектральный анализ нашел уже обширные применения. Так, с помощью спектрального анализа были открыты благородные газы, причем гелий был сначала обнаружен в спектре Солнца, и только позже — на Земле. Было ясно, что атомные спектры представляют собой своеобразные- паспорта элементов. Однако язык этих паспортов оставался непонятным были установлены лишь некоторые эмпирические правила, которые описывали расположение линий в атомных спектрах. [c.64] Теория Бора не только объяснила физическую природу атомных спектров как результата перехода атомных электронов с одних стационарных орбит на другие, но и впервые позволила рассчитывать спектры. Расчет спектра простейшего атома — атома водорода, выполненный Бором, дал блестящие результаты вычисленное положение спектральных линий в видимой части спектра превосходно совпало с их действительным местоположением в спектре (см. рис. 3). При этом оказалось, что эти линии соответствуют переходу электрона с более удаленных орбит на вторую от ядра орбиту. [c.64] Бор не ограничился объяснением уже известных свойств спектра водорода, но на основе своей теории предсказал существование и местоположение неизвестных в то время спектральных серий водорода, находящихся в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и связанных с переходом электрона на ближайшую к ядру орбиту и на орбиты, более удаленные от ядра, чем вторая. Все эти спектральные серии были впоследствии экспериментально обнаружены в замечательном согласии с расчетами Бора. [c.65] Расчет спектра атома водорода был блестящим успехом теории Бора. [c.65] Нильс Бор, выдающийся датский физик, родился в 1885 г. в 1911—1912 гг. работал в лаборатории Резерфорда с 1916 г. профессор Копенгагенского университета, с 1920 г. до конца жизни возглавлял Институт теоретической физики этого университета. [c.65] Бор —глава крупной научной школы в области теоретической физики, автор первона--чальной квантовой теории строения атома (1913—1916 гг.), послужившей исходным пунктом современной квантовомеханической теории строения атома в 1913 г. установил принцип соответствия между классическими и квантовыми представлениями ему принадлежат также работы по теоретическому объяснению периодического закона Д. И. Менделеева и по теории атомного ядра. В 1922 г. награжден Нобелевской премией. С 1929 г.— иностранный член Академии наук СССР. [c.65] И все же триумф теории Бора нельзя было считать полным. Она страдала внутренней противоречивостью, которую прекрасно сознавал сам Бор наряду с постулатами, противоречившими законам механики и электродинамики, в теории Бора эти законы использовались для расчета сил, действующих на электрон в атоме. Оставался неясным и ряд вопросов, связанных с самими постулатами Бора, например где находится электрон в процессе перехода с одной орбиты на другую Как вытекает из теории относительности, ни один физический процесс не может распространяться со скоростью, превышающей скорость света. Поэтому переход электрона на новую орбиту, отделенную некоторым расстоянием от исходной, не совершается мгновенно, а длится некоторое время. В течение этого времени электрон должен находиться где-то между исходной и конечной орбитами. Но как раз такие промежуточные состояния запрещаются теорией, поскольку постулируется возможность пребывания электрона только на стационарных орбитах. [c.65] Орбитам, по-разному расположенным в пространстве), эта теория не смогла объяснить некоторых важных спектральных характерна стик многоэлектронных атомов и даже атома водорода. Например, оставалась неясной причина различной интенсивности линий в атомном спектре водорода. [c.66] Все же теория Бора была важным этапом в развитии представлений о строении атома как и гипотеза Планка — Эйнштейна о световых квантах (фотонах), она показала, что нельзя автоматически распространять законы природы, справедливые для больших тел, — объектов м а к р о м и р а, — на ничтожно малые объекты микромира, — атомы, электроны, фотоны. Поэтому и возникла задача разработки новой физической теории, пригодной для непротиворечивого описания свойств и поведения объектов микромира. При этом в случае макроскопических тел выводы этой теории должны совпадать с выводами классической механики и электродинамики (так называемый принцип соответствия, выдвинутый Бором). [c.66] Эта задача была решена в 20-х годах XX века, после возникновения и развития новой отрасли теоретической физики — квантовой или волновой механики. [c.66] Вернуться к основной статье