 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
89
Рис. 4.1. К пояснению постулатов Бора
При Е
n
> Е
m
происходит излучение фотона (переход атома из состояния с большей энергией в
состояние с меньшей энергией, т. е. переход электрона с более удаленной от ядра орбиты на более
близлежащую), при Е
n
< Е
m
– его поглощение (переход атома в состояние с большей энергией, т. е,
переход электрона на более удаленную от ядра орбиту). Набор возможных дискретных частот
квантовых переходов и определяет линейчатый спектр атома.
Теория Бора блестяще объяснила экспериментально наблюдаемый линейчатый спектр
водорода.
Успехи теории атома водорода были получены ценой отказа от фундаментальных положений
классической механики, которая на протяжении более 200 лет остается безусловно справедливой.
Поэтому большое значение имело прямое экспериментальное доказательство справедливости
постулатов Бора, особенно первого – о существовании стационарных состояний. Второй постулат
можно рассматривать как следствие закона сохранения энергии и гипотезы о существовании
фотонов.
Немецкие физики Д. Франк и Г. Герц, изучая методом задерживающего потенциала
столкновение электронов с атомами газов (1913г.), экспериментально подтвердили существование
стационарных состояний и дискретность значений энергии атомов.
Несмотря на несомненный успех концепции Бора применительно к атому водорода, для
которого оказалось возможным построить количественную теорию спектра, создать подобную
теорию для следующего за водородом атома гелия на основе представлений Бора не удалось.
Относительно атома гелия и более сложных атомов теория Бора позволила делать лишь
качественные (хотя и очень важные) заключения. Представление об определенных орбитах, по
которым движется электрон в атоме Бора, оказалось весьма условным. На самом деле движение
электронов в атоме имеет мало общего с движением планет по орбитам.
В настоящее время с помощью квантовой механики можно ответить на многие вопросы,
касающиеся строения и свойств атомов любых элементов.
4.3. Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц
Универсальность корпускулярно-волновой концепции
Французский ученый Луи де Бройль (1892–1987), осознавая существующую в природе
симметрию и развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света,
выдвинул в 1923 г. гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Он
утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с
корпускулярными обладают волновыми свойствами.
Согласно де Бройлю с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные
характеристики энергия Е и импульс р, а с другой, – волновые характеристики – частота v и длина
волны
. Формулы, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как и
для фотонов: