Изменение - масса - электрон
Cтраница 2
Здесь опять vjc входит не ниже, чем во второй степени. Поэтому следует ожидать, что и это явление тоже можно использовать для решения вопроса о существовании покоящегося эфира. Как упоминалось на странице 437, это изменение массы электрона уже давно наблюдалось в действительности. Теория относительности приводит к формулам ( 74) и ( 75) ( стр. [16]
Тот факт, что превышение массы электрона получено для сопровождающей его системы, казалось бы, несмотря на точное совпадение формул, не имеет отношения к релятивистскому закону возрастания массы от скорости относительного движения. Однако использованные Лоренцем в движущейся системе отсчета координаты А: , г /, z и t связаны с координатами исходной системы преобразованиями Галилея, а это означает, что найденное увеличение массы должно наблюдаться и в исходной системе / С, относительно которой рассматриваемый электрон движется. Следовательно, Лоренц получил для исходной системы именно релятивистский закон изменения массы электрона от скорости движения его в этой системе координат. Но для Лоренца этот измеряемый на опыте эффект есть прямой результат возрастания массы электрона в системе, движущейся относительно эфира. [17]
 |
Возможные электронные орбиты при квантовом числе п 3.| Эффект Зеемана для натриевого дублета ( а в присутствии слабого магнитного поля ( б. [18] |
Когда одного квантового числа достаточно для определения энергетических состояний системы с двумя или более степенями свободы, то такую систему называют вырожденной. Для того чтобы объяснить тонкую структуру спектра водородоподобного атома, было необходимо снять вырождение. Это означает, что, по крайней мере, два квантовых числа должны вносить вклад в энергию системы. Зоммерфельд нашел, что вырождение в его модели атома может быть снято посредством рассмотрения релятивистского изменения массы электрона при движении его вокруг ядра. Когда электрон вращается по эллипсу вокруг ядра, его скорость непрерывно изменяется в зависимости от его расстояния от ядра. Из специальной теории относительности известно, что масса частицы увеличивается с возрастанием скорости. [19]
Скорость большинства электронов в атоме сравнительно невелика. Например, в атоме гелия скорость электронов равна примерно 0 02 скорости света. Однако на внутренних оболочках тяжелых атомов скорость электронов значительно увеличивается и составляет уже несколько десятых скорости света. При этих условиях изменение массы электрона становится заметным и должно быть принято во внимание. [20]
Уравнение Шре-дингера (1.1) применимо до тех пор, пока можно пренебречь релятивистскими эффектами. Во всех - интересующих нас случаях, однако, релятивистские эффекты приводят лишь к малым поправкам. Прежде всего рассмотрим эффект релятивистского изменения массы электрона со скоростью. [21]
Это обстоятельство связано с тем, что на самом деле движение электрона совсем не так просто, как предполагалось раньше. Мы считали, что электрон движется вокруг ядра, так же как планета вокруг Солнца по закону Кеплера. Основанием такого предположения служило формальное сходство сил, управляющих движением планеты и электрона; притяжение электрона ядром, так же как и ньютоновское притяжение планеты Солнцем, обратно пропорционально квадрату расстояния. Не надо забывать, однако, что в атоме притяжение определяется не массами, а зарядами. Если заряд остается неизменным, масса же электрона меняется, то-изменится и характер движения, так как та же сила будет действовать на другую массу. Вращаясь по эллипсу, электрон в различных областях этого эллипса имеет различные скорости. В результате движение становится центральным движением более сложного вида, чем кеплеровский эллипс. Изменение массы электронов мало, поэтому приближенно орбиту можно считать эллипсом Кеплера, но большая ось этого эллипса будет вращаться в плоскости орбиты. В водороде электрон успевает 40000 раз описать эллипс, прежде чем большая ось повернется один раз. [22]
Страницы: 1 2