Cтраница 1
Развитие волновой механики в конце 20 - х годов открыло возможность более фундаментального подхода к химическим проблемам. [1]
В определенном смысле развитие волновой механики происходило параллельно развитию матричной механики. На сей раз блестящая идея пришла к Луи де Бройлю, сыгравшему в истории атомной физики роль, аналогичную роли Гейзенберга. Затем идея де Бройля была подхвачена Шредингером, который отшлифовал ее и довел до уровня строгой теории, подобно тому как это сделали Йордан и Борн с идеей Гейзенберга. [2]
Их работы связаны с коренным преобразованием теории волн в том же духе, в котором в первой стадии развития волновой механики была преобразована теория частиц. Волны - световые или материальные, способные описывать в трехмерном пространстве поведение дискретных частиц, в особенности действующих определенным образом друг на друга, должны существенным образом отличаться от тех волн, которые рассматривались в классической механике сплошных сред и даже в классической электродинамике. [3]
Если отбросить устаревшее представление о природе сил, приводящих к образованию прочных ковалентных связей ( их природа была выяснена позже в результате развития волновой механики), то высказывания Кистяковского звучат весьма современно. [4]
Однако имеются и еще более серьезные возражения, препятствующие3 принятию теории волны-пилота. Далее мы увидим, что развитие волновой механики приводит к принципу обобщенного спектрального разложения ( частным случаем которого является принцип интерференции), который необходим для интерпретации всей совокупности квантовых явлений. Указанный принцип приводит к необходимости приписать всем связанным с частицами величинам ( а не только ее координатам) ряд возможных значений с соответствующими вероятностями. [5]
В 1905 году Эйнштейн [374] дал толкование фотоэффекта, связанное со световыми квантами, и установил названный его именем закон. Электронная теория металлов, открытие волновой природы электрона и развитие волновой механики дали возможность глубже подойти к внешнему фотоэффекту и значительно продвинуть за последние 20 лет теорию этого явления. [6]
Вопрос о природе дебройлевских волн является пока спорным. В современной ( отнюдь еще не окончательной) стадии развития волновой механики представляется наиболее простой и удобной точка зрения Борна, согласно которой эти волны не имеют непосредственной реальности, представляя собой лишь вспомогательные образы, служащие для определения вероятности различных реальных событий, объектами которых являются обыкновенные материальные частицы. В этом отношении корпускулярно-волновой дуализм, по крайней мере в применении к материи, не утрачивает смысла. Материя, как мы всегда до сих пор и предполагали, представляет собой лишь совокупность материальных частиц - электронов и протонов. [7]
Энергия каждого состояния может быть получена из спектроскопических данных с помощью основного уравнения квантовой теории AeAcv, где v см-1 обозначает частоту спектральной линии; иногда возникают сомнения относительно того, какой правильный статистический вес ( р) нужно приписать данному энергетическому состоянию. Употребление неправильных значений р обесценило более ранние попытки применения некоторых из вышеприведенных уравнений, но развитие волновой механики значительно помогло осветить этот вопрос. Принципы нахождения функции распределения удобно рассматривать по следующим разделам: ( а) атомы и одноатомные молекулы, ( и) двухатомные и ( с) более сложные молекулы. [8]
Большинство принципов и правил, используемых в спектроскопии, было получено эмпирически, но за последние несколько лет, с развитием волновой механики, многие из них получили простое теоретическое обоснование. [9]
Гипотеза о том, что агрегирующим фактором, вызывающим ожижение паров, являются силы притяжения, действующие внутри жидкости, впервые была высказана Юнгом и Лапласом. Она получила развитие главным образом на физической основе в работах Ван-дер - Ваальса и его школы и долго не пользовалась признанием со стороны химиков. Однако рост наших знаний в области строения атома и молекулы и развитие волновой механики приводят к все более ясному пониманию природы межмолекулярных сил и механизма их действия. Они являются, несомненно, результатом существования силовых полей вокруг поверхности молекулы, которые обусловлены наличием электронных структур атомов, входящих в ее состав. Хотя нормальная молекула всегда электрически нейтральна, ибо заключенные в ней положительные и отрицательные заряды равны по величине, но распределены эти заряды неравномерно. Отрицательные электроны мы представляем себе движущимися снаружи атома в ряде концентрических слоев, положительные же заряды концентрируются в ядре. Такая структура не может не отразиться на распределении силовых полей, существующих за пределами самой молекулы. Другими словами, несмотря на то, что молекула в целом электрически нейтральна, заряды на поверхности ее могут быть локализованы в разных точках. [10]
Дальнейшие исследования могут пролить свет на механизм этих сложных явлений; и этого, пожалуй, скорее можно ожидать от опытов с поверхностями простой формы и известного химического состава, чем от обычных измерении на пористых, сложных катализаторах: слишком велик риск, что в последнем случ е медленность адсорбции обусловливается медленностью проникновения в п ры. При ударе о твердую поверхность молекулы газа могут либо отражаться, либо захватываться силовым полем л верх-ности и конденсироваться с тем, чтобы затем рано или поздно испариться. В теории адсорбции Лэнгмюра множитель а выражает отношение числа конденсирующихся молекул к общему числу молекул, ударяющихся о поверхность. Много сведений о том, как происходит это отражение и конденсация, в последние годы было получено эк перимен-тально, благодаря применению молекулярных лучей, и теоретически, благодаря развитию волновой механики. Молекулярные лучи представляют собой пучки молекул, направляемых посредством щелей и ле-тяших в настолько высоком вакууме, что столкновения между ними практически отсутствуют, так что заданное направление пучков сохраняется на большом расстоянии. [11]