Бор "скрестил" ежа и ужа (20 марта 2008)

Итак, в количественном описании теории атома по Бору используется винегрет, основными составляющими которого являются классика и кванты. Как можно было сливать воедино в одной теории две такие принципиально противоположные вещи?

Оставляйте свои мнения по этому вопросу.

Для начала освежим в памяти некоторые аспекты вопроса.

...В 1900 г. Макс Планк выдвинул предположение, что электромагнитное излучение, испускаемое горячим веществом, идет не сплошным потоком, а вполне определенными дискретными порциями энергии. Назвав в 1905 г. эти единицы квантами, Альберт Эйнштейн распространил данную теорию на электронную эмиссию, возникающую при поглощении света некоторыми металлами (фотоэлектрический эффект). Применяя новую квантовую теорию к проблеме строения атома, Н. Бор предположил, что электроны обладают некоторыми разрешенными устойчивыми орбитами, на которых они не излучают энергию. Только в случае, когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он приобретает или теряет энергию, причем величина, на которую изменяется энергия, точно равна энергетической разности между двумя орбитами. Идея, что частицы могут обладать лишь определенными орбитами, была революционной, поскольку, согласно классической теории, их орбиты могли располагаться на любом расстоянии от ядра, подобно тому как планеты могли бы в принципе вращаться по любым орбитам вокруг Солнца.

Хотя модель Бора казалась странной и немного мистической, она позволяла решить проблемы, давно озадачивавшие физиков. В частности, она давала ключ к разделению спектров элементов. Когда свет от светящегося элемента (например, нагретого газа, состоящего из атомов водорода) проходит через призму, он дает не непрерывный включающий все цвета спектр, а последовательность дискретных ярких линий, разделенных более широкими темными областями. Согласно теории Бора, каждая яркая цветная линия (т.е. каждая отдельная длина волны) соответствует свету, излучаемому электронами, когда они переходят с одной разрешенной орбиты на другую орбиту с более низкой энергией. Н. Бор вывел формулу для частот линий в спектре водорода, в которой содержалась постоянная Планка. Частота, умноженная на постоянную Планка, равна разности энергий между начальной и конечной орбитами, между которыми совершают переход электроны.

Когда Э.Резерфорд и Н. Бор предложили в 1911 ядерную модель атома, это было подобно чуду. В самом деле, она была построена из того, что было известно уже более 200 лет. Это была, в сущности, коперниковская модель Солнечной системы, воспроизведенная в микроскопическом масштабе: в центре находится тяжелая масса, вскоре получившая название ядра, вокруг которой вращаются электроны, числом которых определяются химические свойства атома. Но мало того, за этой наглядной моделью стояла теория, которая позволила начать расчеты некоторых химических и физических свойств веществ, по крайней мере построенных из наименьших и наиболее простых атомов.

Именно Нильс Бор стоял у истоков нового направления в физике − квантовой механики. Браво БОРУ!

давайте вспомним и тот момент, что после открытия атома уже Резерфордом возникли противоречия. В 1911 году, по-моему, как Вам и известно, Резерфод, основываясь на результатах метода сцинтилляции, говорил о том, что причиной отклонения альфа-частиц служат кулоновские силы отталкивания со стороны ядра. Было предположено по закону Кулона, что такой заряд может быть сосредоточен лишь в малом объём, именно так и было открыто ядро атома. Последовали выводы о том, что каждый атом представляет собой крошечную Солнечную систему. То есть изначально предложена была стационарная модель атома, но от неё пришлось отказаться, т. к. это противоречило основным законам классической электродинамики. Хорошо, электроны двигаются и двигаются с ускорением, при этом испуская электромагнитные волны. Энергия затрачивается, и получается, что электроны должны попросту упасть на ядро с точки зрения классики. Бор лишь стал предполагать, что во время движения электрон в принципе не испускает электромагнитные волны, а лишь в том случае, как Вы и заметили, когда переходит из одной стационарной орбитали на другую. Классику, как я считаю, он использовал потому, что не имели ещё на тот момент представления толком о мире частиц. Мы же прекрасно видим, что учёные в эти периоды времени ещё не могли отойти от законов ньютоновской механики, а Бор, пытаясь связать и классику, и кванты, показал несостыковку этих направлений, это был действительно, как Вы сказали, революционный переход. Наука выучилась на своих ошибках, и был создан новый раздел физики о микромире — квантовая механика. Зато сейчас постулаты Бора мы можем назвать научным историческим памятником. И этого он заслужил за смелость предположений.