Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Квантовая физика для больших и маленьких - Мигдал А.Б.

Мигдал А.Б. Квантовая физика для больших и маленьких — М.: Наука, 1989. — 144 c.
ISBN 5-02-013880-0
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizikadlyabolshihimalenkih1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 8 9 10 11 12 13 < 14 > 15 16 17 18 19 20 .. 56 >> Следующая

рассказал ему свои идеи строения вещества на основе планетарной модели
атома с устойчивыми по неведомым причинам орбитами, Хансен спросил: "А
как твоя теория объясняет спектральные формулы?" И тут, к его огромному
удивлению, обнаружилось, что Бор ничего не знает
о спектральных формулах, полученных Бальмером (1885 г.), Ридбергом
(1890 г.) и Ритцем (1908 г.)...
Бор вспоминал: "Как только я увидел формулу Баль-мера, мне все сразу же
стало ясно. Это было вспышкой,-осветившей всю картину,- менее чем за
месяц была готова первая, самая существенная часть работы "О строении
атомов и молекул11".
Раньше чем обсуждать эту статью, поговорим о размерных оцепках и о
единицах измерения, которыми пользуются при описании свойств атомов.
Атомные единицы измерения.
Размерные оценки
Физики начинают изучение явления с введения подходящих единиц измерения.
Неразумно измерять радиус атома в метрах или скорость электрона в
километрах в час, необходимо найти подходящие единицы. Уже из одного
такого введения единиц сразу же возникают важные следствия. Так, из
заряда электрона е и его массы т нельзя составить величину, имеющую
размер-
2- 35
ность длины. Это значит, что в классической механике атом невозможен -
электрон не может двигаться стационарно. Положение изменилось с
появлением постоянной Планка % (Й = h/2n). Как видно из определения, Тг -
1,054- 1СГ27 эрг-с имеет размерность анергии, умно-женпой на время.
Теперь можно составить величину размерности длпны а0 = Ытпе2.
Если в это соотношение подставить значения входящих сюда постоянных, то
мы должны получить величину порядка размеров атома; получается 0,5-10-8
см. Так из простой размерпой оценки нашелся размер атома.
Легко увидеть, что е2/Й имеет размерность скорости, она приблизительно в
сто раз меньше скорости света. Если поделить эту величину на скорость
света с, получится безразмерная величина а - е2!1гс = 1/137,
характеризующая взаимодействие электрона с электромагнитным полем. Эту
величину называют постоянной тонкой структуры.
Мы сделали оценки для атома водорода. Нетрудно получить их и для атома с
зарядом Ze. Движение электрона в атоме определяется его взаимодействием с
ядром, которое пропорционально произведению заряда ядра на заряд
электрона. Поэтому для ядра с зарядом Ze в формулах для а п для а0 нужно
заменить е2 на Ze2. В тяжелых элементах при Z ~ 100 скорость электронов
приближается к скорости света.
"О строении атомов и молекул"
Уже упоминавшаяся нами на с. 35 статья Бора "О строении атомов и молекул"
начинается с общих физических рассуждений. Затем следует получение
спектров и постоянной Ридберга из размерных соображений и, наконец,
теория, в которой не определенный при оценках коэффициент находится из
принципа соответствия.
Для нас важно, что в этой работе Бор привел наводящие соображения,
которые помогли ему получить результат, чего, к сожалению, не делается в
современных статьях. Подчеркнем характерную особенность боровских
доказательств: он приводит аргументы, каждый из которых недоказателен, но
которые в целом создают убедительную картину.
Во Введении Бор замечает, что классический атом Резерфорда не имеет
радиуса, то есть величины размерности длины. Радиус появляется, как мы
видели, только после введения постоянной Планка,
36
Первую часть статьи, которая называется "Связывание электронов
положительным ядром", Бор начинает с классических выражений для большой
полуоси а и длч частоты v0 обращения электрона по эллиптической орбите. В
современных обозначениях эти соотношения имеют вид
|/~ 2 W3/2 _____Zea
31 Ze2 ~\f т
/П\
а = -2W ; (9)
здесь И7 - энергия вырывания электрона с данной орбиты.
Дальше Бор говорит о неприменимости классической электродинамики, которая
привела бы к падению электрона на ядро, чего не происходит в природе -
реальпый атом длительное время имеет определенные размеры и частоты.
Кроме того, излучаемая атомом энергия неизмеримо меньше той, которая
выделилась бы при падении электрона на ядро. Затем он переходит к оценкам
энергии и радиуса.
Из планковской теории излучения стедует, что количество испускаемой при
каждом акте излучения энергии равно /ivf Теперь допустим, говорит Бор,
что электрон сначала попадает на высокую орбиту с малой частотой
обращения, тогда он перейдет на конечную орбиту, испустив п порций
излучения. Допустим, что средняя испускаемая частота v есть половина
конечной частоты обращения v0. Тогда энергия вырывания электрона равна W
- nhv0/2. И такая оценка приводит к точному результату! Это один из
примеров поразительной интуиции Бора.
Подставляя v0 из этой оценки в выражение (9), получаем
TI7 mZ2e4 1 lm (Ze2)3
- - -
К2 2п2 ' 0 2л К<пя
Я2 ге2
(10)
Если в этих выражениях изменять п, получатся W и я, соответствующие
возможным конфигурациям системы. Э:о и будут, по Бору, стационарные
состояния, находясь па которых, электрон не излучает. W максимально,
когда п равно единице. Это соответствует наиболее устойчивой орбите.
Предыдущая << 1 .. 8 9 10 11 12 13 < 14 > 15 16 17 18 19 20 .. 56 >> Следующая