Cтраница 2
В других состояниях, например в р - или - состояниях, как показывает решение уравнения Шредингера, распределение плотности электронного облака уже не является сферически симметричным. Эти рисунки дают приблизительную картину строения атома; вместо резкой границы в действительности имеется некоторая размытость. [16]
Бор был первым, кто показал, почему именно эти, а не другие линии оказываются в спектрах. Его теория, сформулированная двадцать пять лет назад, нарисовала картину строения атома, из которой, по крайней мере в простых случаях, можно рассчитать спектры элементов и, по виду несвязанные, скучные числа внезапно в свете теории сделать согласованными. [17]
В нормальном состоянии атомы электрически нейтральны, так как число их отрицательно заряженных электронов равняется числу положительно заряженных элементарных частиц - протонов. Однако процессы в таких носителях зарядов часто проявляются в измеримых электрических явлениях, которые дают возможность представить картину строения атомов и сил, удерживающих атомы в молекулах. [18]
Можно было ожидать, что теория внутриатомных вибраторов, совмещенная с конкретной моделью атома, разъяснит происхождение спектральных линий и позволит осуществить теоретическое предвычисление спектров. Когда оказалось, что модель атома Томсона-Кельвина не дает решения проблемы, то в связи с другими слабыми чертами этой модели атома было естественно видеть причину неуспеха в ошибочности намеченной Кельвином картины строения атома. Положение пришлось признать более серьезным, когда выяснилось, что и теория ядерного строения атома, обоснованная опытами Резерфорда и обладающая всеми чертами правдоподобности, также бессильна разрешить проблему линейчатых спектров. [19]
Если по Бору атом водорода состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по круговой орб:: те с радиусом 0 529 А вращается электрон в вида точечного заряда, то с позиций квантовой механики картина строения атома водорода иная: электрон двигается не по определенной орбите, а может находиться в любом месте вокруг ядра атома. Однако вероятность его нахождения в различных местах атома не одинакова. Картина распределения величины вероятности нахождения электрона в пространстве вокруг ядра обычно обозначается как электронике со. [20]
Главная особенность этих законов, отличающая их от законов классической физики, заключается в том, что величины, характеризующие движение частицы в атоме ( например, энергия и импульс), могут принимать не любые, а только вполне определенные значения. Все же другие мыслимые значения запрещены. Так, например, если мы будем пользоваться описанной выше картиной строения атома ( которая, правда, уже значительно устарела), то мы должны будем сказать, что радиусы орбит, на которых электроны обращаются вокруг ядра, могут иметь только определенные избранные значения, а на других орбитах электрон ни при каких условиях находиться не может. [21]
Частицы, образующие атомы, обладают особыми, так называемыми квантовыми, свойствами и подчиняются законам квантовой механики. Законы эти таковы, что нельзя дать точное и в то же время наглядное описание атомной системы и ее движений, такое описание, которое позволило бы нам представить себе ее геометрический и механический образы, с которыми и связано то, что называется наглядностью. Поэтому мы вынуждены здесь пренебречь строгой точностью ради наглядности и дать грубую, заведомо неверную, но зато похожую на механическую, картину строения атома. [22]
Но и в горах Норвегии, как и в Копенгагене, его мысли были сосредоточены все на той же проблеме. Впитав в себя всю информацию, полученную при совместной работе с Гейзенбергом, Бор продолжал мысленно беседовать с природой о противоречиях волновой и корпускулярной картин строения атома. Через несколько недель он возвратился в Копенгаген загоревшим, посвежевшим, гораздо дальше продвинувшись к цели, которую они вдвоем с Гейзенбергом так долго преследовали. [23]
Если по Бору атом водорода состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого по круговой орбите с радиусом 0 529 А вращается электрон в виде точечного заряда, то с позиций квантовой механики картина строения атома углерода иная: электрон двигается не по определенной орбите, а может находиться в любом месте вокруг ядра атома. Однако вероятность его нахождения в различных местах атома не одинакова. Картина распределения величины вероятности нахождения электрона в пространстве вокруг ядра обычно обозначается как электронное облако. А от ядра, а затем постепенно убывает. На рис. 31 сопоставлена схема строения атома водорода по Бору, его современная квантово-механическая картина и график, показывающий изменение плотности электронного облака в зависимости от расстояния от ядра атома. [24]
Современная физика достигла своих крупнейших успехов в немалой степени с помощью применения методологического принципа, согласно которому понятия, относящиеся к различиям за пределами возможного опыта, ие имеют физического смысла и должны быть элиминированы. Наиболее замечательными примерами успешного использования этого принципа являются обоснование Эйнштейном специальной теории относительности путем отказа от понятия эфира - субстанции, находящейся в состоянии абсолютного покоя, а также обоснование Гейзенбергом квантовой механики, базирующееся на элиминации из картины строения атома радиусов и частот обращения электронов вокруг ядра. Я полагаю, что этот принцип следует применить и к идее физической непрерывности. Рассмотрим, например, утверждение: х л см. Если л является аппроксимацией числа л, его первыми п десятичными знаками, то разность пп-пт для достаточно больших значений пит становится меньше точности любого возможного измерения, если даже допустить, что эта точность может быть неограниченно улучшена с течением времени. [25]