Cтраница 4
Хотя я и не считаю, что в учебной книге должны быть представлены все детали развития теории, в частности такие, которые уже утратили актуальный интерес, - полный разрыв с историей мне представляется неправильным, во всяком случае с педагогической точки зрения. Поэтому в главе VI, посвященной излучению абсолютно черного тела, разъясняются причины катастрофы классической физики на рубеже XIX и XX вв. VIII дано краткое изложение теории Бора, которая пока еще остается ( вместе с векторной моделью атома) важным подспорьем для экспериментатора, и указано, почему эта теория оказалась несостоятельной. Я полагаю, что только таким путем можно убедить читателя в неизбежности того разрыва с привычными представлениями, к которому приводит квантовая механика. [46]
Качественно правильную картину спектральных термов дает так называемая векторная модель атома. Эта модель учитывает спин электрона и пользуется системой тех же квантовых чисел, как и волновая механика, но применяет соотношения между значениями этих квантовых чисел и величинами векторов механического момента количества движения и магнитного момента атома, упрощенные по сравнению с выражениями волновой механики. В векторной модели атома эти моменты считаются пропорциональными величине соответствующего квантового числа. Векторная модель атома позволяет правильно решить вопросе расщеплении энергетических термов атома, соответствующих одному и тому же главному квантовому числу, на отдельные подуровни энергии. На этой модели основана современная классификация энергетических уровней атома. [47]
Качественно правильную картину спектральных термов дает так называемая векторная модель атома. Эта модель учитывает спин электрона и пользуется системой квантовых чисел, как они вытекают из решения уравнений волновой механики, но применяет соотношения между значениями этих квантовых чисел и величинами векторов механического момента количества движения я магнитного момента атома, упрощенные по сравнению с выражениями волновой механики. В векторной модели атома эти моменты считаются пропорциональными величине соответствующего квантового числа. Векторная модель атома позволяет правильно решить вопрос о расщеплении энергетических термов атома, соответствующих одному и тому же главному квантовому числу, на отдельные подуровни энергии. На этой модели основана современная классификация энергетических уровней атома. Различным значениям механического момента соответствуют различные магнитные моменты и, следовательно, различное магнитное взаимодействие валентных электронов с остальной частью атома - с так называемым атомным остатком, состоящим из ядра и остальных электронов. Различное взаимодействие, в свою очередь, приводит к различным значениям энергии. [48]
Для полноты изложения в заключение кратко обсудим два остальных случая: сильного и слабого полей. В соответствии со сказанным в § 1.2 сильное кристаллическое поле характеризуется неравенством Ак. Ясно, что в этом случае нельзя использовать для расчета метод теории возмущений, как в случае промежуточного поля, поскольку возмущение, обусловленное кристаллическим полем, по крайней мере сравнимо по величине с корреляционными силами. По той же причине можно ожидать, что в сильном кристаллическом поле положение низшего энергетического уровня не определяется принципом максимальной мультнплетности ( первым правилом Хунда) и что здесь связь Рассела - Саундерса и векторная модель атома теряют смысл. [49]
Дальнодействующее взаимодействие связано с взаимодействием перманентных или индуцированных мультипольных моментов. В силу центральной симметрии потенциала, волновых функций и, следовательно, распределения плотности заряда перманентные дипольные моменты всех атомов равны нулю. Также, равны нулю все мультипольные моменты атомов в S-состояниях из-за сферической симметрии волновых функций. Отметим специально случай, когда в состоянии с L O квадрупольный момент равен нулю. С позиций квазиклассической векторной модели атома такое усреднение соответствует прецессии L и S вокруг 7, вызванной спин-орбитальным взаимодействием. [50]
Квантовая механика позволяет решать различные задачи атомной и ядерной физики. Однако используемые в ней методы довольно сложны. Существует более простой метод решения некоторых из этих задач, основанный на рассмотрении векторной модели атома. В этой модели используются простые, наглядные представления теории Бора с учетом поправок, вносимых квантовой механикой. Ввиду того что векторная модель атома позволяет сравнительно легко проанализировать вопрос об определении спина и магнитного момента ядер, остановимся подробнее на ее описании. [51]