Cтраница 3
Теория Бора не объясняет строения спектров многоэлектронных атомов и спектров молекул. Из них следуют и все результаты теории атома водорода по Бору, но свойства атома водорода раскрываются полнее, чем в теории Бора. [31]
Если объем, который доступен для микрочастицы, не является конечным, то значение энергии ее может быть и произвольным, однако и в этом случае именно устойчивому состоянию микрочастицы отвечает опять ряд дискретных значений ее энергии. Эти значения определяют собой так называемые энергетические уровни для данного микрообъекта. Так, из общего курса физики известно, что в теории атома водорода по Бору вводятся представления об устойчивых состояниях электрона в атоме. [32]
Применим теперь представление о стоячих волнах к водородному атому. Атом не является ящиком с твердыми стенками, от которых отскакивает частица; в нем электрон удерживается кулоновскои силой между ядром и электроном. Эта сила заставляет электрон отскакивать взад и вперед или кружиться внутри небольшой области вблизи ядра. Поэтому в теории атома водорода ставится задача о стоячей волне в трех измерениях, о волне в поле переменной кулоновскои силы, вместо более простой волны в пространстве между твердыми стенками. Эта задача сходна с задачей нахождения картин стоячих волн на поверхности воды в чашке. Можно получить прекрасные симметричные картины стоячих волн в чашке путем простого покачивания чашки; см. также рис. 34.9.) Математическую теорию волн можно легко применить к подобным волновым картинам, а также к волнам в атоме водорода. [33]
Весной 26-го стала известна в Копенгагене теория Шредингера. И странной выглядела равная справедливость обеих механик: два скачка в несомненно верные направлениях, но при этом - прямо противоположных. И обе сразу были подтверждены делом: теория атома водорода получалась из них как бы сама собой. [34]
Эти затруднения, по-видимому, имеют принципиальный характер. Точно так же как геометрическая оптика, не учитывающая явлений дифракции, принципиально не в состоянии объяснить существования предела разрешающей способности микроскопа. Указанные выше трудности можно преодолеть с позиций более широкой ( универсальной) теории, а именно теории, основанной на теории волн вещества, так называемой волновой механики. Основы волновой механики заложены в 1924 г. де - Бройлемг а вскоре после этого ( в 1926 г.) Шредингер использовал ее для построения теории атома водорода. [35]
Эти затруднения, по-видимому, имеют принципиальный характер. Точно так же как геометрическая оптика, не учитывающая явлений дифракции, принципиально не в состоянии объяснить существования предела разрешающей способности микроскопа. Указанные выше трудности можно преодолеть с позиций более широкой ( универсальной) теории, а именно-теории, основанной на теории волн вещества, так называемой волновой механики. Основы волновой механики заложены в 1924 г. де - Бройлемг а вскоре после этого ( в 1926 г.) Шредингер использовал ее для построения теории атома водорода. [36]
Представление о вероятности возникает тогда, когда имеется ряд возможных событий, из которых в действительности реализуется одно. Аппарат квантовой механики охватывает возможные явления в микромире и выделяет действительно происходящие. Законам математики подчинено все возможное, но сами по себе, без дополнительных предпосылок, они ничего не могут сказать о действительно происходящем. Соответственно этому исходные уравнения квантовой механики шире действительности; только на основе дополнительных, однако самых общих и надежных положений эти уравнения приводят к заключениям о реальных состояниях микросистем. Примером может служить обоснование теории атома водорода, поясненное в предыдущем параграфе. [37]
Атомы каждого элемента содержат в своей электронной оболочке на один электрон больше, чем предыдущий элемент в периодической системе. Если известно расположение электронов в атомах предыдущего элемента, то проблема почти во всех случаях сводится к определению места этого последнего электрона. Подоболочки, а следовательно, и оболочки заселяются поочередно электронами сначала с низким уровнем энергии, затем с более высокой энергией. После заполнения электронной оболочки начинается заселение электронами следующей оболочки. Эта проблема не могла быть решена путем простого распространения соображений, лежащих в основе теории атома водорода Бора, на другие атомы. Она полностью была решена с помощью квантовой механики. [38]