Модель - атом - бор
Cтраница 3
При / 0 электрон может находиться лишь в s - состоянии, которому соответствует полная шаровая симметрия. Следует заметить, что в модели атома Бора такого состояния просто нет. [31]
 |
Волновая природа электрона. [32] |
Идея, что невозможно одновременно точно измерить скорость частицы и ее положение в пространстве, была впервые высказана Гейзенбергом ( 1927 г.) и получила название принципа неопределенности. С учетом принципа неопределенности Гейзенберга модель атома Бора неудовлетворительна. Электроны движутся с определенными скоростями по орбитам определенного радиуса, а эти величины одновременно измерить нельзя. Теория, которая оперирует с величинами, не поддающимися измерению, не отвечает традициям науки. Прогресс в науке никогда не был связан с теориями, не поддающимися экспериментальной проверке, поэтому модель атома Бора - Зоммерфельда перестала удовлетворять ученых. [33]
Для атома водорода Z 1, и если предположить, что электрон находится в основном состоянии ( п 1), то, как легко рассчитать, радиус атома должен быть равен г 0 529 - 10 8 см, или 0 529 А; порядок этой величины совпадает со значениями г, найденными другими методами. В этом и заключается первый успех модели атома Бора. [34]
Описательная сторона этих теорий хорошо согласовалась с моделью атома Бора. [35]
Второе замечание заключается в краткой информации о современных данных, относящихся к физике атома и его взаимодействию с излучением. Сейчас мы знаем, что большинство исходных положений модели атома Бора неверны. Соответственно для основного и первых возбужденных состояний электрона в атоме неверно основное положение планетарной модели - точечный электрон, вращающийся вокруг ядра по замкнутой орбите. Наконец, для поглощения ( и испускания) излучения недостаточно выполнения правила частот Бора (5.3), для этого дополнительно необходимо выполнение определенных правил отбора по ряду квантовых чисел, характеризующих связанные состояния электрона в атоме. [36]
Хорошей аналогией с попытками Бете и Дайсона объяснить лэмбовский сдвиг была бы модель атома Бора - лоскутное одеяло, сшитое из идей, связанных друг с другом намеренно; эта модель работала по некоторому образу, но не давала глубокого понимания происходящего. Тем не менее, время, потраченное Дайсоном на этот расчет, не прошло даром: он познакомился с самыми последними событиями, происходившими в квантовой физике в то время. [37]
Надо отметить, что с этих позиций различные научные теории, количественно описывающие физические явления, представляют собой математические модели природы. Примерами таких теорий являются кинематическая теория газов, кинетическая теория высокоэластич-ности резин, модель атома Бора, молекулярные теории полимерных растворов и каждое из уравнений переноса, рассмотренное в этой главе. [38]
Процесс радиоактивности, кажущееся произвольным поведение электронов одновременно и как волн, и как частиц, непредсказуемый распад атомных ядер - все эти новые явления подрывали устои детерминизма. Невозможно было предсказать достоверно и поведение квантов Планка, фотонов Эйнштейна или скачки электронов в модели атома Бора. [39]
Волновую функцию, ассоциированную с орбитальным движением электрона, теперь часто называют просто его орбитальной функцией. Поскольку эта новая атомная модель предполагает массу и заряд электронов распределенными вокруг ядра в трех измерениях, а не ограниченными плоскостью орбиты, как в модели атома Бора, интересно отметить здесь важный экспериментальный метод определения радиального распределения электронов в атоме. [40]
Что же на самом деле - излучает ли электрон при криволинейном движении, как того требуют законы электродинамики, или, двигаясь по квантовым орбитам, не излучает, как утверждает модель атома Бора. Если оба утверждения справедливы, значит, нет науки как познания истины. [41]
 |
Распределение электронной. [42] |
На рисунке показано так же, как зависит электронная плотность 4яг2 р ( г) от г. Максимальное значение плотности приходится на расстояние а0 1 / а 0.53 А, которое совпадает с первой орбитой в модели атома Бора. Электронные облака ns - электронов ( п 1) имеют форму шара, сечение которого по диаметру представляет собой несколько концентрически расположенных колец с повышенной электронной плотностью; кольца разделены слоями с пониженной электронной плотностью. [43]
По Резерфорду атом состоит из ядра, окруженного электронной оболочкой. Приняв, что электроны - это частицы, он описал атом как ядро, вокруг которого на разных расстояниях движутся по круговым орбитам электроны. В 1916 г. модель атома Бора была усовершенствована немецким физиком Зоммерфель-дом, который объединил квантовую теорию Планка и теорию относительности Эйнштейна ( 1905 г.), создав квантовую теорию атомных орбит, которые по Зоммерфельду, могут быть не только круговыми, но и эллиптическими. [44]
Возможное местонахождение электрона изображено на рисунке в виде облака переменной интенсивности, которое характеризует вероятность ( частоту) пребывания электрона в разных точках вокруг ядра. Пунктирная линия в облакг соответствует орбите, около которой электрон пребывает наиболее часто. Эта линия совпадает с основной орбитой в модели атома Бора. Таким образом, орбиты Бора характеризуют не единственно возможные положения электрона в атоме, а лишь его наиболее вероятные местонахождения. На это обстоятельство указывает и густота точек на рисунке, убывающая в обе стороны от средней пунктирной линии. Форму электронного облака для различных стационарных состояний электрона в атоме находят, решая уравнение Шредингера относительно Ч - функции. Решение представляет собой сложную математическую задачу. Приемы, используемые при решении, и особенности квантово-механического исследования стационарных состояний атома можно понять на примере простейшей задачи об атоме водорода. [45]
Страницы: 1 2 3 4