Сергей Капица. Физика и физики 20 века

 

 

Нильс Бор - О СТРОЕНИИ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ

 

Мы приводим введение к первой из трех работ Бора «О строении атомов и молекул» (1913), а также предисловие к его последней книге «Атомная физика и человеческое познание» (1958).

 

О СТРОЕНИИ АТОМОВ И МОЛЕКУЛ
Введение

 

Для объяснения результатов опытов по рассеянию а‑частиц веществом Резерфорд[1] выдвинул свою теорию строения атома. Согласно этой теории, атом состоит пз положительно заряженного ядра и системы окружающих его электронов, удерживаемых силами притяжения ядра. Общий отрицательный заряд электронов равен положительному заряду ядра. В ядре содержится основная часть массы атома, а его линейные размеры исключительно малы по сравнению с линейными размерами всего атома. Число электронов в атоме приблизительно равно половине атомного веса. К этой модели атома нужно относиться с большим вниманием, ибо, как показал Резерфорд, предположение о существовании таких ядер необходимо для объяснения опытных данных по рассеянию а‑лучей на большие углы[2].

 

При попытке объяснить некоторые свойства веществ на основе этой модели атома мы, однако, сталкиваемся с серьезными трудностями, вытекающими пз кажущейся неустойчивости системы электронов. В ранее принятых моделях атома, например предложенной Дж. Дж. Томсоном[3], эти трудности не возникали. По теории последнего, атом состоит ш равномерно заполненного положительным электрическим зарядом шара,, в котором электроны движутся по окружностям.

 

Основное различие между моделями, предложенными Томсоном и Резерфордом, заключается в том, что силы, действующие на электроны & модели Томсона, допускают определенные конфигурации и движения,, обеспечивающие устойчивое равновесие системы; такие конфигурации по‑видимому, не существуют для модели Резерфорда.

 

 

Суть обсуждаемого различия яснее всего проявляется, если заметить, что среди величин характеризующих первый атом, имеется одна – радиус положительно заряженного шара – с размерностью длины, притом того же порядка, что* и линейная протяженность атома, тогда как среди величин, характеризующих второй атом (заряды и массы электронов и положительного' ядра), такая длина отсутствует, и ее нельзя определить с помощью перечисленных величин.

 

Способ рассмотрения проблемы такого рода претерпел, однако, за последние годы существенные изменения благодаря развитию теории теплового излучения и появлению прямых подтверждений в опытах над различными явлениями (теплоемкость, фотоэффект, рентгеновы лучи и т.д.) тех новых предположений, которые были введены в эту теорию. Обсуждение этого вопроса приводит к выводу, что классическая электродинамика, очевидно, неприменима для описания поведения систем атомных размеров[4]. Что касается законов движения электронов, то представляется необходимым ввести в эти законы чуждую классической электродинамике величину, а именно постоянную Планка, или, как ее часто называют, элементарный квант действия. Если ввести эту величину, то вопрос о стабильных конфигурациях электронов в атомах существенно меняется, так как размерность и величина этой постоянной таковы, что вместе с массой и зарядом частиц она позволяет определить длину нужного* порядка.

 

Настоящая статья является попыткой показать, что применение указанной выше идеи к модели атома Резерфорда создает основу для теории строения атома. Затем будет показано, что дальнейшее развитие* теории ведет пас и к объяснению свойств молекул.

 

В первой части предлагаемой работы на основе теории Планка рассматривается механизм связывания электронов с ядром. Будет показано, что принятая точка зрения позволяет легко объяснить закономерности в‑спектре водорода. В дальнейшем будут даны исходные предпосылки для основной гипотезы, на которой построены все рассуждения, содержащиеся в следующих частях статьи.

 

Я хочу здесь выразить свою благодарность профессору Резерфорду за его дружеский и ободряющий интерес к этой работе.

 

Нильс Бор

Нильс Бор

 

 

К содержанию: Сергей Петрович Капица: Жизнь науки

 

Смотрите также:

 

Бор. Теория Бора. Нильс Бор.

 

Нильс Бор создал атомную модель. Боровская модель атома

 

Квантовая механика , теория Бора, физик НИЛЬС ХЕНРИК ДАВИД...

 

Нильс Бор. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КАРТИНА МИРА.

 

Нильс Бор. Принцип дополнительности

 

Нильс Бор. Строение атомов в связи с физическими...

 

ТЕОРИЯ СТРОЕНИЯ АТОМА Нильса БОРА...

 

Постулаты Бора. Планетарная модель атома позволила...

 

Устойчивые орбиты Бора - у атомных электронов есть...

 

БОР. Биография и труды Бора. Атом Бора. Великий физик...

 



[1] Е. Rutherfor d. Phil. Mag., 21, 669 (1911).

 

[2] См. также: Geiger, Μ а г s d β п. Phil. Mag., April, 1913.

 

[3] J. J. Τ h о m s о n. Phil. Mag., 1904, 7, 237.

 

[4] См., например: «Theorie du rayonnement et les quanta». Rapports de la reunion a* Bruxelles. Nov. Ш1, Paris, 1912.