Квантовый иллюзион Нильса Бора
Анализ фундаментальной теории Бора "О строении атомов и молекул". Спектр – отображение затухающих колебаний и резонансных явлений. Расчет энергетического спектра атомов водорода, гелия, лития и ионов Li+. Применение значений постоянной Планка и Рибдерга.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 23.08.2013 |
Размер файла | 53,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
КВАНТОВЫЙ ИЛЛЮЗИОН НИЛЬСА БОРА
Ефимов И.В.
Введение
В марте 2013 Нильс Бор завершил работу над рукописью «О строении атомов и молекул». Статья, опубликованная под этим названием в «Философском журнале» в июле 1913 года, получила широкую известность. После непродолжительных дискуссий большинство ученых сошлись во мнении, что идеи, высказанные в статье, соответствуют реальным физическим процессам, происходящих в недрах атомов.
В текущем году исполняется сто лет со дня создания фундаментальной теории. Данное обстоятельство является весомым поводом для того, чтобы ознакомиться с этой теорией более основательно, вникнуть в суть того, что называют противоречиями.
1. Общие сведения о теории
бор атом энергетический спектр
Известно, что, работая в лаборатории в Манчестере под руководством Резерфорда, Бор ознакомился с версией последнего о планетарном строении атома. Понимая несовершенство версии Резерфорда, молодой ученый все свои мысли и усилия направлял на то, чтобы обосновать устойчивость планетарного атома. Предстояло ответить на вопрос: почему устойчивы планетарные атомы, если классические законы запрещают существование такой модели? На основании каких законов можно объяснить их существование?
Интуиция подсказывала, что процессы, происходящие в планетарных атомах, управляются квантом действия, постоянной Планка, но удовлетворительного ответа на вопросы найти не удавалось. В феврале 1913 года он обсуждал вопросы строения атомов со своим приятелем, стереоскопистом Хансом Хансеном, и тот поинтересовался, как его теория объясняет спектральные формулы? Оказалось, что Бор никогда ничего об этих формулах не слышал, не был знаком с ними. В тот же день, ознакомившись с формулами Бальмера для спектра атомов водорода, он понял, что именно эта формула даст объяснение устойчивости планетарной модели атома. Ему наглядно представилась череда разрешенных природой электронных орбит, которые находились в соответствии с чередой целых чисел в формуле Бальмера. Переход электронов с одной из отдаленных орбит на орбиту более близкую должен приводить к уменьшению уровня энергии атома и сопровождаться испусканием порции энергии - кванта или, как ещё принято называть - фотона. Чем дальше от ядра была начальная орбита, чем на более низкую орбиту перешел электрон, тем выше энергия излученного кванта.
Было высказано предположение, что на разрешенных, стационарных орбитах электрон может находиться какое-то неопределенное время и при этом не излучать энергию. Объяснялось это тем, что механическая работа при равномерном движении тела по окружности равна нулю. Излучение происходит только тогда, когда электрон переходит с высшей орбиты на низшую, двигаясь с ускорением. Таким образом, частота излучаемого света не имеет никакого отношения к частоте вращения электрона вокруг ядра.
Статья «О строении атомов и молекул» была написана в рекордно короткие сроки. Всего лишь через месяц после разговора с Хансеном, в марте, Бор отправил рукопись на рецензию к своему учителю Резерфорду.
Резерфорд, несмотря на то, что сам являлся сторонником версии о планетарном строении атома, воспринял идеи Бора весьма критически: «Мне сдается, что есть серьезный камень преткновения в Вашей гипотезе, и я не сомневаюсь, что Вы полностью сознаете это, а именно: как решает электрон, с какой частотой он должен колебаться, когда происходит переход из одного состояния в другое? Мне кажется, Вы будете вынуждены допустить, что электрон заранее знает, где он собирается остановиться».
Несоответствие законам электродинамики, нарушение закона причинности - это далеко не полный перечень противоречий, которыми изобилует данная теория. Тем не менее, в итоге она была принята научным сообществом.
Успеху теории способствовали восторженные отзывы Эйнштейна, но главным фактором, способствующим признанию, было то, что Бор предложил формулы, позволившие теоретически, через универсальные физические постоянные - заряд электрона, его массу и постоянную Планка вычислить:
- во-первых - диаметр атома водорода - 1,1х10-10 см. Эта величина уже была знакома из экспериментальных данных;
- во-вторых - частоту обращения электрона по первой, основной орбите - 6,2х1015 сек -1
- в-третьих, и это самое главное - значение постоянной Ридберга, на основании которой рассчитывались частоты в спектре атомов водорода - 3,1х1015 сек -1.
Была получена и четвертая величина: как определил Бор, «среднее значение кинетической энергии электрона за одно полное обращение». Отношение этой энергии к величине заряда электрона составило 13 в. Как известно, в настоящее время, этой величине соответствует потенциал ионизации атома водорода - 13,598 в.
Картина энергетического спектра показала, что имеется аналогия со спектральными термами, вытекающими из комбинационного принципа Ритца. Как в случае с частотами, разность двух квантованных значений энергии линий одной серии во всех случаях равнялась значению энергии одной из линий последующей серии. Многие ученые удовлетворились результатами и посчитали, что предложенная теория объясняет смысл комбинационного принципа.
Успеху теории способствовало и то, что Бор успешно и довольно точно рассчитал спектр однократно ионизированного атома гелия. В результате было доказано, что серия Пиккеринга, приписываемая ранее водороду, в действительности принадлежит однократно ионизированному гелию.
Произведенные расчеты позволили обосновать наличие стационарных энергетических состояний атома, образующих дискретный набор.
Поскольку расчет спектра ионов гелия производился с учетом постоянной Ридберга, Бор привел доводы в пользу того, что постоянная, входящая в формулу Бальмера, одинакова для всех элементов.
Таким образом, перечисленные достоинства и, в первую очередь, совпадение теоретических выкладок и расчетов с результатами эксперимента, позволили теории очень быстро получить признание. Большинство ученых согласились с положением теории, согласно которой в микромире действуют иные законы, законы, отличные от классических.
2. Ознакомление с первоисточником и анализ теории
Поскольку именно формулы способствовали признанию теории, имеет смысл проследить, как, исходя из каких представлений, они были получены.
Приступая к более детальному ознакомлению с теорией, отметим, что форму квантования, примененную к модели Резерфорда и позволяющую объяснить спектроскопические данные, Бор обосновал следующим образом:
«В форме, в которой мы будем в дальнейшем применять принципы квантовой теории, за основу в наших рассуждениях будет принят следующий постулат: атомная система, испускающая спектр, состоящий из четких линий, может находиться в определенных различных состояниях, которые мы будем называть стационарными состояниями. Система может пребывать в таком состоянии по крайней мере в течение некоторого времени, не излучая. Излучение имеет место только при полном переходе из одного стационарного состояния в другое и представляет собой всегда ряд простых гармонических волн. В этой теории частота излучения, испускаемая при таком процессе, не определяется непосредственно движением электронов в атоме, подобно тому как это имеет место в классической электродинамике. Вместо этого частота просто связана с общим количеством энергии, излученном во время перехода: произведение частоты ? на постоянную Планка h равно разности значений Е?и Е? энергии атома в обеих стадиях интересующего нас процесса, так что h?= Е?- Е?».
В общих чертах понятно. Но возникает вопрос: о какой именно частоте идет речь, если говорится об единичном, эпизодическом действии, «связанном с общим количеством энергии, излученном во время перехода». Исходя из того, что физический смысл понятия «действие» - это произведение затраченной энергии на время, то значение константы - постоянной Планка - следует записывать: h = ЕТ.
В рассматриваемом случае более корректным, более доступным для понимания будет пояснение: «Частное от деления постоянной Планка h на время перехода Т равно разности значений Е?и Е? энергии атома в обеих стадиях интересующего нас процесса, так что h/Т= Е?- Е?».
Несложно посчитать, что, если при переходе со второго энергетического уровня на первый излучено 10,2 эв, то длительность процесса составила 4,055х10-16 с. Переход с третьего энергетического уровня на первый сопровождается излучением кванта 12,09 эв, а это значит, что длительность процесса составила 3,421х10-16 с. Переходы 3-1 и 3-2 будут длиться 21,90х10-16 с и 16,22х10-16 с соответственно. Так же просто определяется длительность любого другого перехода.
Попытаемся более близко ознакомиться с теорией, обратившись к первоисточнику - статье «О строении атомов и молекул».
Оказывается, построение теории начиналось не только со всем известных постулатов, а с целого ряда невнятных предположений и допущений, не имеющих под собой никаких логических, экспериментальных или математических обоснований. Первое допущение, которое принимаем к сведению: «Сначала допустим, что излучение энергии отсутствует. В этом случае электрон будет двигаться по стационарным эллиптическим орбитам. Частота обращения щ и длина большой оси орбиты 2б будут зависеть от величины энергии, которую надо сообщить системе, чтобы удалить электрон на бесконечно большое расстояние от ядра».
Вызывает сомнение, что электрон, движущийся по стационарным эллиптическим орбитам, не будет излучать. Примем к сведению, что создание фундаментальной теории началось с допущения, не подтвержденного никакими экспериментами или доводами. Можно согласимся с тем, что частота обращения и длина большой орбиты будут иметь отношение к величине энергии, которая потребуется для удаления электрона в бесконечность.
Второе допущение, на которое обратим внимание: «… мы допустим, что электрон в начале взаимодействия с ядром находился далеко от ядра и не обладает относительно него заметной скоростью. Допустим далее, что после встречи с ядром электрон попадает на стационарную орбиту вокруг ядра. …мы примем, что орбита, о которой идет речь - круговая». Вполне возможно. На данном этапе с этим можно согласиться. Хотя, заметим, никто эти орбиты никогда не наблюдал.
Продолжая закладывать фундамент своей теории, Бор продолжает: «Теперь допустим, что электрон испускает монохроматическое излучение с частотой ?, равной половине частоты обращения электрона по своей окончательной орбите. Тогда, согласно теории Планка, можно ожидать, что количество энергии, испускаемой в этом процессе, равно фh?, где h - постоянная Планка, а ф - целое число. Если допустить, что излучение монохроматично, то само собой напрашивается второе допущение относительно частоты излучения, а именно, что число оборотов электрона в начале излучения равно нулю».
На этом этапе возникает вопрос, без ответа на который нет ни малейших оснований полагать, что теория соответствует действительности. Что позволяет допускать, что частота излучения связана с частотой обращения на орбите, если во главу теории поставлен противоречащий экспериментальным данным постулат о том, что при движении по орбите излучение отсутствует?
На вопрос, почему речь идет о половине частоты, сделаем предположение, которое может показаться удовлетворительным. Вполне закономерно, что, перед тем, как обосновать те или иные положения, любой исследователь предварительно производит расчеты, а затем полученные результаты предоставляет на суд научной общественности. Будем считать, что имеет место не совсем правильно составленная фраза. Данный абзац следовало начинать словами: «Как покажут дальнейшие расчеты….» и далее по тексту. И это рациональный подход. Если получен конечный результат, совпадающий с результатами эксперимента, не имеет смысла отвлекаться на обоснование долгих расчетов и умозаключений. Следует сразу проставлять расчетные данные и продвигаться вперед, продолжая обосновывать свою теорию.
Попытаемся самостоятельно найти ответ на поставленный ранее вопрос - почему, каким образом частота обращения электрона по своей окончательной орбите может иметь отношение к частоте излучения?
В ходе дальнейшего ознакомлением с первоисточником обратим внимание на строки, где Бор рассуждает о системах из n электронов: «…предполагается, что до своего присоединения к ядру электроны находились далеко от него и не обладали заметными скоростями, а присоединение сопровождалось испусканием монохроматического излучения. Как и в случае одного электрона, здесь общее количество энергии, испускаемой при связывании, равняется конечной кинетической энергии электронов».
В статье Бор по какой-то причине не указывает значения скоростей электронов на орбитах, но, исходя из его утверждения, что энергия, испускаемая при связывании, равна кинетической энергии электронов, без труда определим, с какой скоростью электрон из бесконечности приходит на основную орбиту. Несомненно, это именно та скорость, с которой электрон придет из бесконечности, перейдет по касательной на требуемую орбиту и продолжит движение по окружности. Определим это значение, руководствуясь формулами, лежащими в основе классической электродинамики. Зная кинетическую энергию электронов, радиус основной орбиты и скорость, несложно будет получить значение частоты обращения.
Скорость при перемещении электрона из бесконечности на стационарную орбиту радиусом r1 = 0,529х10-10 м, определим, исходя из теоремы об изменении кинетической энергии при движении зарядов под действием только сил электростатического поля. Для начала определим потенциал поля на расстоянии от ядра 0,529х10-10 м, применив формулу ц = k*e/ r1.
В результате вычисления получаем: ц =27,2 в.
Поскольку на бесконечном удалении от ядра как скорость электрона, так и потенциал поля равны нулю, то в конечном виде формула для расчета кинетической энергии электрона примет вид:
mv2/2 = e*Дц,
из чего следует: v = (2e*Дц/m)0.5
Чтобы избежать ошибки, приведем вычисления полностью, не ограничиваясь объявлением конечного результата:
v = (2х1,6021х10-19 х27,2/9,1091х10-31)0.5 = 2,187х106 м/с
Следовательно, частота обращения электрона на первой орбите будет:
щ = v/2рr = 6,58х1015 с-1
Бор, как уже упоминалось, получил значение щ = 6,2х1015 с-1, что имело незначительные отклонения от того, что получено нами. Нет ясности, какое отношение эти величины могут иметь к монохроматическому излучению с частотой ?. Тем не менее, поделив, как это рекомендовано Бором, полученное нами значение на два, получим некую величину, соответствующую частоте ? = 3,29х1015 с-1. Как известно, это значение соответствует постоянной Ридберга, применяемой при расчете частот в спектре атомов водорода.
Похоже, в основу математического аппарата теории заложена преднамеренная фальсификация, заключающаяся в подтасовке исходных данных с целью поручить требуемый результат. Подставив в исходные формулы значение фh?, а тем самым представив постоянную Ридберга в завуалированной форме, Бор в итоге получил те данные, которые и желал получить, включая значение постоянной Ридберга в явной форме.
Бору известно было точное значение постоянной Ридберга: «Эмпирическое значение … равно 3,290х1015 сек -1. Соответствие между теоретическими и наблюдаемыми значениями лежит в пределах ошибок измерений постоянных, входящих в теоретическую формулу». Это умозаключение абсолютно верное: в расчетах Бор принимал значение постоянной Планка h = 6,5*10-27 эрг (напомним, в системе СИ это составляет 6,5х10-34 Дж), тогда как в настоящее время известно более точное значение: h = 6,6257х10-34 Дж.
Попытка найти логику успехом увенчалась, но эта попытка позволила найти такое несоответствие теории реальности, на которое, похоже, не указывал ни один критик или противник теории. Сторонникам теории, надо думать, тоже об этом ничего не известно.
Согласно расчетам, нами получено значение потенциала ц =27,2 в, а это значение численно равна работе, которую совершает сила поля при перемещении единичного заряда из данной точки на бесконечность.
С другой стороны, известно, и это подтверждено многочисленными экспериментами, что потенциал ионизации атомов водорода равен 13,598 в, а энергия ионизации - 13,598 эв. Тем не менее, согласно вышеприведенной цитате, электрон может возвращаться на первую орбиту, «присоединяться к ядру», испустив монохромное излучение. Расчеты показывают, что монохромное излучение энергией 13,598 эв электрон испустит (если такое возможно в реальности), если выйдет из бесконечности на орбиту радиусом r = 1,059х10-10 м, а значит, начнет вращаться вокруг ядра на двойном удалении от первой орбиты. Возможность нахождения электрона на данной орбите теория не допускает.
Из этой ошибки в расчетах автоматически получается следующая: если теория имеет отношение к реальности, то энергия, излученная в процессе перехода из бесконечности на рассчитанную Бором основную орбиту радиусом r1 = 0,529х10-10 м должна составить 27,2 эв, что соответствует 4,356*10-18 Дж. Получается, что теория, предложенная Бором, дает значение, ровно вдвое отличающееся от того, что предсказывает классическая электродинамика. Именно та электродинамика, на основании которой и производился расчет теоретической модели атома.
Вернемся к допущению Бора об излучении с частотой, равной половине оборотов. Нами получено значение для постоянной Ридберга 3,29*1015 с-1. Поскольку в вышеупомянутом допущении говорится, что электрон испускает монохроматическое излучение с этой частотой, определим энергию испускаемого кванта, исходя из ранее предложенной Бором формулы h?= Е?- Е?: 6,625710-34 Дж*с х 3,29х1015 с-1 = 2,18х10-18 Дж = 13,598 эв.
Как видим, исходной предпосылкой для создания теории послужило предположение о том, что атом водорода вот так просто испускает монохроматическое излучение, кванты, энергией 13,598 эв. Спрашивается, кто, где и когда наблюдал в спектре атомов водорода линии с такой энергией?
Перед тем, как предъявлять обвинения в злонамеренной фальсификации, Зададимся вопросом: быть может, Бор просто недопонимал ту теорию, автором которой он сам является? И не столько саму теорию, сколько те процессы, которые должны происходить, если бы теория имела отношение к реальности? Основания предполагать такое у нас имеются.
В этом плане примечательна вышедшая в 1924 году коллективная статья Бора, Крамерса и Слэтера. Обращают на себя внимание следующие строки: «Хотя закон соответствия дает возможность на основании подсчета вероятности перехода делать заключения о средней продолжительности промежутка времени, в течение которого атом находится в данном стационарном состоянии, однако перед нами встают громадные трудности при решении задачи о промежутке времени, в течение которого происходит излучение, связанное с переходом».
Получается, что ни сам создатель теории, ни его единомышленники этой теории фактически не понимают. Спрашивается, какие могут быть трудности при решении «задачи о промежутке времени, в течение которого происходило излучение»?
Посодействуем господам при решении задачи. Напомним ещё раз, что действие - это произведение трат энергии на время. Методика расчета времени, затраченного на переход, нами уже обоснована. Посчитаем, сколько времени потребуется электрону, чтобы из бесконечности попасть на орбиту радиусом r = 0,529х10-10 м.
Разделив постоянную Планка на значение 4,356*10-18 Дж, получим значение 1,521х10-16 с. Вот так, начав где-то на бесконечности движение, придя на основную орбиту со скоростью всего лишь 2,187*106 м/с, каким-то образом умудриться преодолеть бесконечность всего лишь за 1,521х10-16 с.
Невероятно, но факт: за последние сто лет ни на этот курьез, ни на множество других ошибок и подтасовок, выявленных в ходе беглого ознакомления с основами теории, упорно не обращают внимания. Сторонники теории не удосуживались и не удосуживаются с логарифмической линейкой или с калькулятором в руках перепроверить исходные данные, попытаться вникнуть в смысл фундаментальной теории. Сначала согласились с выводом Бора о том, что «классическая электродинамика, очевидно, неприменима для описания поведения систем атомных размеров», а затем, пытаясь завуалировать несоответствие теории реальным процессам, пытаясь отстоять теорию, начали выдумывать и обосновывать всевозможные физические законы, принципы, дополнения и правила. На базе этой теории стали возникать другие теории и даже направления в науке. Наиболее ретивые исследователи микромира за вклад в развитие теории умудрились получить Нобелевские премии.
Основываясь на вышесказанном, следует признать, что в настоящее время нет ни одной теории, правильно или хотя бы близко к реальности описывающей строение атомов. Механизм излучения и механизм формирования спектров тоже до конца не ясен.
3. Новые сведения, почерпнутые в ходе анализа теории
На этом обзор теории Бора можно считать законченным, но попытки понять теорию позволили сделать два наблюдения, которые заслуживают того, чтобы на них обратили внимание.
1. К вопросу о постоянной Планка.
Интересно узнать, из каких соображений было принято правило квантования орбит, согласно которому в стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные, квантованные значения момента импульса:
mvnrn = nh/2р (1)
Теория не дает ответа, почему Бор именно так, а не иначе определил те орбиты, которым он приписал устойчивость.
Попробуем самостоятельно внести ясность в данный вопрос.
Поскольку речь идет о квантованных значениях орбит, поскольку в вышеприведенной формуле присутствует постоянная Планка h, нужно четко представлять себе, о каком конкретном процессе идет речь, какое именно действие имеется в виду.
В нашем случае речь шла о движении электронов по круговым орбитам. Приняв значение n = 1 и умножив обе части уравнения на 2р получим, что для первой, основной орбиты электрона должно выполняться равенство:
h = mv2рr (2)
Произведение mv2рr имеет размерность действия, это и есть так называемый «интеграл действия».
При движении по первой орбите электрон обладает кинетической энергией Ек = mv2/2 и делает полный оборот за время Т =2рr/v. На основании этого записываем: h = ЕкТ. Подставив в формулу соответствующие значения, получаем:
h = mvрr (3)
Очевидно, что значение, которое должно получиться по формуле (2), не совпадает с тем значением, которое будет получено, исходя из формулы (3).
И так, по формуле (2) имеем:
9,1091х10-31х2,188х108х2х3,14х0,529х10-10 = 6,6246х10-34 Дж*с
По формуле (3):
9,1091х10-31х2,188х108х3,14х0,529х10-10 = 3,3123х10-34 Дж*с
Как видим, формула (2) дает требуемое значение, а формула (3) дает значение в два раза меньше, чем дает теория Бора; вдвое меньше, чем значение постоянной Планка.
Бор исходил из того, что при движении электронов по окружности потерь энергии не происходит, значит, и действие должно равняться нулю. Следовательно, с точки зрения теории Бора формулы (2) и (3) бессмысленны.
Похоже, что и при выборе стационарных орбит Бор решал поставленную задачу методом от обратного: с одной стороны, имея свои представления о том, как может быть устроен атом, какие классические законы должны соблюдаться, чтобы электрон был устойчивым на стационарных орбитах, а, с другой стороны, зная значения экспериментальных данных, в исходные условия задачи добавил те правила и допущения, которые, как ему казалось, обеспечили получение требуемых результатов.
Возвращаясь к формулам (2), (3) и проанализировав полученные результаты, выскажем предположение, что длительность испускания кванта составляет половину периода гармонических колебаний. Из этого следует:
h = Е*Т/2 (4)
Поясним более понятно: Если в природе имеет место процесс гармонических колебаний, сопровождающийся излучением квантов энергии (фотонов), то за один период излучаются два кванта, имеющие противоположные фазы.
2. К вопросу о постоянной Ридберга.
Успешно применив постоянную Ридберга для расчета спектра иона гелия, Бор сделал вывод: «…постоянная К, входящая в формулу Ридберга, одинакова для всех элементов».
В данном случае вывод следует признать обоснованным. Но ошибочным. Причина в том, что в то время в физику ещё не было введено понятие «энергия ионизации». Как в настоящее время известно, энергия ионизации однократно ионизированного гелия составляет 54,416 эв. Рассчитывая спектр ионов гелия по формуле E = 54,416(1/n2 - 1/k2) эв, можно получить данные, ещё более близкие к экспериментальным, чем это получил Бор.
Следует понимать, что постоянная Ридберга - это эмпирическая величина, которую можно получить, разделив экспериментально найденное значение энергии ионизации атомов водорода на постоянную Планка. Представляется разумным вообще её не применять, а принимать для расчетов исключительно энергию ионизации атомов водорода.
Любая попытка рассчитывать спектры других атомов или ионов с применением постоянной Рибдерга приведет к ошибке или подтасовке результатов вычислений.
4. Спектр - отображение затухающих колебаний и резонансных явлений
Воззрения Планка на механизм излучения, на основании которых ему удалось обосновать и рассчитать значение фундаментальной константы соответствовали классическим, а классическая электродинамика объясняла излучение существованием в излучающей материи электрических зарядов, обычно неподвижных, но под влиянием внешних воздействий могущих совершать колебания вокруг центра равновесия с вполне определенными частотами с одновременным испусканием излучения. Постепенно осцилляторы должны терять свою энергию на излучение и возвращаться в состояние покоя.
Таким образом, классическая электромагнитная теория объясняла спектральные линии, которые, однако, согласно этой теории, получались совершенно отличными по положению и по свойствам от того, что давал опыт.
Анри Пуанкаре воспринимал данное обстоятельство, как неудачу классической электродинамики и писал поэтому поводу: «На первый взгляд, изучение спектров приводит нас к мысли о гармониках, с которыми мы уже встречались в акустике. Однако имеется существенное различие: не только волновые числа не кратны одной и той же величине, но мы не находим здесь также никакой аналогии с корнями тех трансцендентных уравнений, к которым так часто приводят задачи математической физики, такие, как, например, задача о колебаниях тела определенной формы или задача о колебаниях Герца в резонаторе или, наконец, задача Фурье об охлаждении твердого тела. Эти законы проще, но они имеют совершенно иную природу... В этом не отдавали себе отчета, и я думаю, что здесь и кроется одна из важнейших тайн природы».
Попытаемся, хотя бы в общих чертах, показать, каким образом могут формироваться спектры. Исходить будем из того, что излучает именно сам атом, независимо от того, какое строение он имеет, а также из того, что спектр отображает картину, затухающих колебаний и резонансных явлений, происходящих в самом атоме. Предварительные расчеты и вышеприведенное умозаключение показывают, что за один период испускается два кванта, два фотона, причем они имеют противоположные фазы. Поскольку понятие «спин электрона» ошибочно по причине несостоятельности теории об орбитальном движении электронов, такая версия может показаться достаточно обоснованной.
Нет сомнений, что атом может находиться в невозбужденном, стационарном состоянии, в таком состоянии, когда и кинетическая, и потенциальная энергия равны нулю. Стационарных состояний у атомов не может быть много. Оно одно. Атом может получать энергию извне и возбуждаться, после чего отдавать энергию порциями, в процессе затухающих колебаний, и таким образом возвращаться в стационарное состояние. Отсутствие версии о строении атома не даст возможности указать величины амплитуд колебаний, но испускаемую и поглощаемую энергию, длительность циклов рассчитать удастся.
Механизм формирования спектров невозможно объяснить, не имея представления о механизме излучения.
Если исходить из представлений, которыми руководствовался Бор, то излучение происходит в тот промежуток времени, когда атом возвращается в равновесное состояние, в процессе, когда происходит уменьшение потенциальной энергии. В процессе, когда потенциальная энергия возрастает, атом (по Бору) не излучает. В таком случае процессы, происходящие с атомом, могут выглядеть следующим образом:
Допустим, атом водорода, находящийся в стационарном, невозбужденном состоянии, вышел из состояния равновесия и возбудился в следствие получения импульса энергией 13, 60 эв. Процесс возбуждения длился 3,041х10-16 с, соблюдался баланс энергии, т. е. полная энергия в течении этого промежутка времени оставалась постоянной и равнялась сумме энергий кинетической и потенциальной, причем кинетическая убывала, а потенциальная возрастала. Когда кинетическая энергия исчерпала себя, а потенциальная приняла значение 13,60 эв, начался процесс возвращения атома в равновесное положение.
Допустим, процесс возвращения атома в стационарное состояние происходил с излучением фотона энергией10,20 эв и длился 4,055х10-16 с. В результате потенциальная энергии уменьшалась от 13,60 эв до нуля, а кинетическая энергия возрастала от нуля до 3,40 эв. Для себя пометим, что на этом закончился первый цикл, соответствующий первой четверти первого периода процесса затухающих колебаний
Имело место действие: h = 10,20х1,602х10-16 х4,055х10-16= 6,626х10-34 Дж.
Допустим, что во время второго цикла, который длился 12,17х10-16 с, кинетическая энергия атома уменьшалась от значения 3,40 эв до нуля, а потенциальная энергия возрастала от нуля до 3,40 эв. Излучение не происходило.
На этом цикле завершился первый полупериод затухающих колебаний.
Продолжительность первого полупериода составила 16,125х10-16 с,
Допустим, третий цикл сопровождался излучением фотона энергией 1,89 эв; цикл длился 21,90х10-16 с. В результате потенциальная энергии уменьшилась от 3,40 эв до нуля, а кинетическая энергия возрастала от нуля до 1,51 эв.
На этом закончился третий цикл, соответствующий третьей четверти первого периода процесса затухающих колебаний
Имело место действие: h = 1,89х1,602х10-16 х21,90х10-16= 6,626х10-34 дж
Допустим, четвертый цикл длился 27,38х10-16 с и завершился тем, что кинетическая энергия атома уменьшилась до нуля, а потенциальная энергия приняла значение 1,51эв. Излучение не происходило.
На этом цикле завершился второй полупериод затухающих колебаний.
Продолжительность второго полупериода составила 49,28х10-16 с.
Следовательно, продолжительность первого периода затухающих колебаний составит 65,405х10-16 с
Если следовать таким представлениям, то следующий цикл будет сопровождаться излучением фотона энергией 0,661 эв и длиться 62,56х10-16 с.
Дальнейшие превращения в атоме будут происходить по схеме, аналогичной рассмотренной ранее. Будут последовательно испущены фотоны энергией 0,306 эв, 0,166 эв, 0,100 эв, 0,70 эв…. Процесс будет длиться до полного исчерпания энергии атомом и до перехода атома в стационарное состояние. Общее количество выделенной энергии составит 13,60 эв.
Если рассмотренная схема соответствует реальности, значит, процесс излучения квантов имеет прерывистый характер, что созвучно теории Бора.
Наряду с этим, нет никаких оснований полагать, что именно эта схема окажется правильной. С такой же достоверностью можно обосновать положение, согласно которому излучение энергии атомом - процесс непрерывный.
В таком случае, атом, возбужденный и находящийся в состоянии с потенциальной энергией 13,60 эв:
- в течении первого полупериода, за промежуток времени Т1=4,055х10-16 с испустит фотон энергией 10,2 эв;
- в течении второго полупериода, за промежуток времени Т2 = 21,90х10-16 с испустит фотон энергией 1,89 эв;
- в течении третьего полупериода, за промежуток времени Т3 = 62,56х10-16 с испустит фотон энергией,0661 эв.
В дальнейшем, в течении каждого полупериода, будут последовательно испущены фотоны энергией 0,306 эв, 0,166 эв, 0,100 эв, 0,70 эв….
Как видим, в данном случае длительность первого периода составит 25,955х10-16 с. Как нами было определено прежде, схема, предполагающая дискретный характер излучения показывает, что длительность первого периода составит 65,405х10-16 с.
Не следует думать, что природа допустит необоснованные траты времени. Версия о том, что излучение атомом энергии является процессом непрерывным - более предпочтительна. Именно этот вариант соответствует представлениям классической электродинамики.
Мы рассмотрели, как может происходить процесс затухающих колебаний в атоме водорода и пришли к мнению, что процесс излучения атомом энергии является непрерывным. Отметим, что мы рассматривали только последовательность значений энергий первых линий из каждой серии.
На данном этапе мы можем представить формулу, позволяющую вычислять энергию первой группы линий:
E = Ei(1/n2 - 1/(n+L)2) (5)
где: Ei - энергия ионизации атомов водорода;
- n - порядковый номер полупериода, что совпадает с номером серии, является любым целым числом, начиная с единицы;
- L - порядковый номер линии; для первой группы линий L=1.
Следует заметить, что при такой трактовке формула (5) представляет собой убывающую функцию. Если бы она была известна Пуанкаре, он без особых затруднений определил, что эта формула указывает на затухающие колебания и резонансные явления, не искал бы «никакой аналогии с корнями тех трансцендентных уравнений» и не думал бы «что здесь и кроется одна из важнейших тайн природы».
Формула для расчета значений потенциальной энергии атома имеет всем знакомый вид:
E = Ei/n2 (6)
В данном случае n, как и в формуле (5) - порядковый номер полупериода.
В теории Бора по этой формуле определялся уровень энергии, что, в общем-то, созвучно.
Известно, что процесс затухающих колебаний не может длиться бесконечно долго и составлять бесконечное количество полупериодов. В реальности энергия излученных фотонов будет несколько выше, чем мы сможем получить при расчетах. Об этом говорят и экспериментальные данные. В формулу можно ввести поправочные коэффициенты, но реальной необходимости в этом не имеется. Этот эффект известен, называется Лэмбовским сдвигом. Отметим, что Лэмб объяснил этот эффект ошибочно.
Процесс резонанса может наступить, если атому, находящемуся в состоянии с энергией 3,40 эв, сообщить дополнительный импульс энергией13,60 эв. В этом случае его энергия возрастет до значения 17,00 эв, после чего начнется процесс затухающих колебаний. Последовательно будут испущены фотоны второй группы линий энергией 12,087 эв; 2,550 эв; 0,967 эв; 0,472 эв;
Энергию линий, принадлежащих ко второй группе, можно рассчитать по формуле (5), приняв во внимание, что L = 2.
Третья группа линий может сформироваться, если атом, находящийся в состоянии с энергией 4,911эв, получит импульс 13,60эв и возбудится до состояния с энергией 18,51эв. Последует испускание фотонов 12,75 эв; 2,86 эв; 1,13 эв.
Энергию линий, принадлежащих к третьей группе, можно рассчитать по формуле (5), где L = 3.
Аналогичным образом образуются четвертая групп линий, с максимальной потенциальной энергией 19,34 эв, пятая - 19,90 эв и все последующие.
Таким образом, поясняя, как может происходить явление резонанса в атомах водорода, введя понятие порядковый номер полупериода, что является аналогом понятия порядковый номер серии - в нашем случае принято обозначение под символом n; введя понятие порядковый номер группы линий - в нашем случае принято обозначение под символом L, мы пришли к выводу, что атом водорода в связи с резонансными явлениями может находиться в состояниях с энергией 17,00 эв; 18,51эв; 19,34 эв; 19,90 эв.
Можно добавить, что n называют ещё главным квантовым числом. Быть может, так оно и есть. Если придавать ему правильный физический смысл.
Значение максимальной потенциальной энергии атома в каждой группе линий следует рассчитывать по формуле:
E = Ei*?1/ L2 (7)
Предельное значение энергии для атомов водорода - 22,37842 эв.
Поскольку процесс возбуждения атомов в реальности носит вероятностный характер, то вероятность того, что атом, однажды возбудившись, вернется в стационарное состояние, не испытывая дополнительны воздействий, намного выше, чем то, что в процессе резонанса его энергия сможет достичь максимума. Этим объясняется тот факт, что интенсивность, яркость линий уменьшается по мере возрастания порядкового номера линии в серии. По этой же причине в спектра атомов водорода не наблюдаются линии с энергией 13,60 эв.
Говоря о гармонических колебаниях, можно предположить, что они будут иметь место, если к атому с энергией, допустим 3,40 эв с требуемой периодичностью подавать импульсы энергией 10,2 эв, но для рассматриваемых систем, с огромным количеством атомов, вероятность наступления гармонических колебаний очень низка
5. Расчет энергетического спектра атомов водорода
Основываясь на представленных формулах и пояснениях, составим периодическую таблицу энергетического спектра атомов водорода.
Энергию линий спектра можно рассчитывать по формуле (5), а проверку результатов можно произвести по формуле, которую предложил Бор.
Таблица1. Периодическая таблица энергетического спектра атомов водорода
n, № серии |
Параметр |
L, порядковый номер группы линий |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
lim. |
|||
1 |
Епот эв |
13,598 |
16,998 |
18,509 |
19,359 |
19,903 |
20,280 |
22,378 |
|
Еф эв |
10,199 |
12,087 |
12,748 |
13,054 |
13,221 |
13,321 |
13,598 |
||
2 |
Епот эв |
3,400 |
4,911 |
5,760 |
6,304 |
6,682 |
6,960 |
8,780 |
|
Еф эв |
1,889 |
2,550 |
2,856 |
3,022 |
3,122 |
3,187 |
3,400 |
||
3 |
Епот эв |
1,511 |
2,361 |
2,905 |
3,282 |
3,560 |
3,772 |
5,380 |
|
Еф эв |
0,661 |
0,967 |
1,133 |
1,233 |
1,298 |
1,343 |
1,511 |
||
4 |
Епот эв |
0,850 |
1,394 |
1,772 |
2,049 |
2,262 |
2,429 |
3,870 |
|
Еф эв |
0,306 |
0,472 |
0,572 |
0,637 |
0,682 |
0,714 |
0,850 |
||
5 |
Епот эв |
0,544 |
0,922 |
1,199 |
1,412 |
1,580 |
1,716 |
3,020 |
|
Еф эв |
0,166 |
0,266 |
0,331 |
0,376 |
0,408 |
0,432 |
0,544 |
||
6 |
Епот эв |
0,378 |
0,655 |
0,868 |
1,036 |
1,172 |
1,284 |
2,476 |
|
Еф эв |
0,100 |
0,165 |
0,210 |
0,242 |
0,265 |
0,283 |
0,378 |
||
7 |
Епот эв |
0,278 |
0,490 |
0,658 |
0,794 |
0,906 |
1,001 |
2,098 |
|
Еф эв |
0,065 |
0,110 |
0,142 |
0,165 |
0,183 |
0,197 |
0,278 |
Из таблицы ясно видно, что комбинационный принцип Ритца объясняется тем, что все серии и линии спектра сформированы вследствие процесса затухающих колебаний и резонансных явлений.
6. Расчет энергетических спектров атомов гелия, лития и ионов Li+
Внешний вид таблицы (1), имеющиеся представления о формировании спектров помогут предложить универсальную формулу, которая позволит рассчитывать энергию линий первой серии при расчете спектров многоэлектронных атомов и ионов:
Eф1,L = Eф1,1 + (Ei - Eф1,1) * (1 - 4/(1+L)2) (8)
где Eф1,1 - энергия фотона, излученного в самый первый полупериод;
Ei - энергия ионизации атома или иона;
n - порядковый номер полупериода (или серии);
L - порядковый номер группы линий.
Для расчета энергии линий последующих серий достаточно будет применить комбинационный принцип. Ещё проще решить эту задачу - если, взяв любую группу линий, последовательно из более высокого значения потенциальной энергии атома вычитать более низкое значение энергии линии:
24,581 - 21,218 = 3,363 эв; 3,363 - 1,869 = 1,494 эв; 1,494 - 0,654 = 0,850 эв.
Назовем эту закономерность - дополнением к комбинационному принципу Ритца.
Для расчетов спектра атомов гелия берем за основу следующие данные: энергия ионизации Ei = 24,581 эВ. Из расщепленных линий к расчету принимаем более яркую. Таким образом, Eф1,1 = 21,218 эв.
Полученные данные сводим в таблицу 2.
Таблица 2. Периодическая таблица энергетического спектра атомов гелия
n, № серии |
Параметр |
L, порядковый номер линии спектра |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
lim. |
|||
1 |
Епот эв |
24,581 |
27,945 |
29,439 |
30,280 |
30,818 |
31,192 |
33,268 |
|
Еф эв |
21,218 |
23,086 |
23,740 |
24,043 |
24,207 |
24,306 |
24,581 |
||
2 |
Епот эв |
3,363 |
4,859 |
5,699 |
6,237 |
6,611 |
6,886 |
8,687 |
|
Еф эв |
1,869 |
2,523 |
2,825 |
2,990 |
3,086 |
3,153 |
3,364 |
||
3 |
Епот эв |
1,494 |
2,336 |
2,874 |
3,247 |
3,525 |
3,733 |
5,323 |
|
Еф эв |
0,654 |
0,957 |
1,121 |
1,220 |
1,285 |
1,329 |
1,495 |
Руководствуясь вышеуказанной методикой, строим таблицы спектров атомов лития и ионов лития Li+
При расчете спектра атомов лития принимаем: Ei = 5,390 эВ; Eф1,1 = 1,848 эв.
Результаты вычислений сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Периодическая таблица энергетического спектра атомов лития
n, № серии |
Параметр |
L, порядковый номер линии спектра |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
lim. |
|||
1 |
Епот эв |
5,390 |
8,932 |
10,506 |
11,391 |
11,958 |
12,351 |
14,530 |
|
Еф эв |
1,848 |
3,816 |
4,505 |
4,823 |
4,996 |
5,101 |
5,390 |
||
2 |
Епот эв |
3,542 |
5,116 |
6,001 |
6,568 |
6,962 |
7,250 |
9,140 |
|
Еф эв |
1,968 |
2,656 |
2,975 |
3,148 |
3,253 |
3,320 |
3,542 |
||
3 |
Епот эв |
1,574 |
2,460 |
3,026 |
3,420 |
3,709 |
3,930 |
5,598 |
|
Еф эв |
0,689 |
1,007 |
1,181 |
1,285 |
1,353 |
1,399 |
1,574 |
Для расчета спектра ионов лития Li+ принимаем: Ei = 75,630эВ; Eф1,1 = 62,214 эВ.
Результаты вычислений - в таблице 4
Таблица 4. Периодическая таблица энергетического спектра ионов лития Li+
n, № серии |
Параметр |
L, порядковый номер линии спектра |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
lim. |
|||
1 |
Епот эв |
75,630 |
89,046 |
95,009 |
98,363 |
100,509 |
102,000 |
110,240 |
|
Еф эв |
62,214 |
69,667 |
72,276 |
73,483 |
74,139 |
74,535 |
75,630 |
||
2 |
Епот эв |
13,416 |
19,379 |
22,733 |
24,880 |
26,370 |
27,465 |
34,610 |
|
Еф эв |
7,453 |
10,062 |
11,269 |
11,925 |
12,321 |
12,578 |
13,416 |
||
3 |
Епот эв |
5,963 |
8,759 |
11,464 |
12,955 |
14,049 |
14,887 |
21,194 |
|
Еф эв |
2,609 |
3,816 |
4,472 |
4,867 |
5,124 |
5,300 |
5,963 |
Сверив расчетные данные с данными эксперимента, отметим, что значения энергии линий первой серии совпадают с большой точностью. В спектрах гелия, лития и ионов лития Li+ линии второй и третьей серии, как правило, расщеплены, но полученные расчетные значения в удовлетворительной мере совпадают со значением энергии наиболее ярких линий.
Рассчитывать спектры последующих элементов нецелесообразно по той причине, что расчетные и экспериментальные данные будут совпадать только для линий первой серии. В связи с тем, что линии последующих серий сильно расщеплены, непросто сверить, насколько совпадают расчетные данные с экспериментальными.
Заключение
Подводя итоги, отметим то, что считаем наиболее важным и значимым из всего вышесказанного.
1. Нам удалось предложить новые формулы и обосновать методику расчета спектров многоэлектронных атомов и ионов, причем, как и Бору, рассчитать удалось только наиболее яркие из расщепленных линий. Предложенная методика не позволяет рассчитывать тонкую структуру спектров, но произведенные расчеты дают основание полагать, что версия о том, что в процессе излучения принимают участие электроны - ошибочная. Для расчета тонкой структуры необходимо предложить, для начала, математическую модель атома, ни в коем случае не претендуя на то, что она соответствует реальному положению вещей. Вполне вероятно, что правильной будет версия, согласно которой спектр - отображение резонансных явлений на поверхности сферической оболочки атома.
2. Исходя из правильных представлений о том, какой физический смысл имеет постоянная Планка, мы смогли привести доводы, указывающие на то, что атом излучает непрерывно.
3. Приведя достаточно веские аргументы в пользу того, что спектр отображает картину резонансных явлений и затухающих колебаний, мы показали, что в следствие резонансных явлений максимальная потенциальная энергия возрастает и принимает значения, определяемые по формуле (7).
4. Согласились с тем, что n - главное квантовое число. При условии, что ему будет придаваться правильный физический смысл.
5. Было дано исчерпывающее объяснение эффекту, называемому «Лэмбовсим сдвигом».
6. Стало понятно, что свойства фотонов, которые объяснялись спином электрона, в действительности объясняются разностью фаз.
7. Мы не только пояснили комбинационный принцип Ритца, но и смогли внести в него дополнение. Ссылаясь на слова Анри Пуанкаре, можно сказать, что нам удалось приоткрыть завесу над «одной из важнейших тайн природы».
8. Предварительно высказанное предположение о том, что постоянная Ридберга имеет отношение только к спектру атомов водорода и не имеет отношения к спектрам других атомов, было подтверждено расчетами.
9. Было высказано предположение, что в процессе гармонических колебаний, сопровождающийся излучением фотонов, за один период излучаются два фотона, имеющие противоположные фазы. Предложенная методика расчета спектров подтверждает эту версию.
10. Анализ теории Бора указал на заблуждения, на то, что автор теории, как и его единомышленники, похоже, не очень хорошо представляют, какие процессы должны происходить в атоме, если бы он мог существовать в реальности. Ошибки, в расчетах, обнаруженные при определении радиуса первой орбиты, показали, что версия орбитального строения атомов несостоятельна, а ничем не обоснованные допущения и подстановки в исходные формулы нужных значений дают повод подозревать автора фундаментальной теории в преднамеренной фальсификации.
Следует принять к сведению, что высказанные нами доводы и расчеты опровергают версию Бора о «недостаточности классической электродинамики для объяснения свойств атома». Именно законы классической электродинамики убедительно указывают на несостоятельность квантовой модели атома водорода, которую Нильс Бор попытался обосновать в далеком 1913 году.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Эволюция представлений о строении атомов на примере моделей Эрнеста Резерфорда и Нильса Бора. Стационарные орбиты и энергетические уровни. Объяснение происхождения линейчатых спектров излучения и поглощения. Достоинства и недостатки теории Н. Бора.
реферат [662,9 K], добавлен 19.11.2014Описания детских годов, учебы в школе и университете, работы в лаборатории. Анализ первых работ Бора по исследованию колебаний струи жидкости. Исследование квантовой теории водородоподобного атома. Становление квантовой механики. Принцип дополнительности.
презентация [110,9 K], добавлен 21.02.2013Фундаментальные теории классической физики XIX-XX вв. Становление квантовой механики. Школа Нильса Бора, датского физика-теоретика, лауреата Нобелевской премии, основоположника современного научного мировоззрения. Борьба с нацизмом и атомной угрозой.
курсовая работа [603,3 K], добавлен 24.03.2016Классическая модель строения атома. Понятие орбиты электрона. Набор возможных дискретных частот. Водородоподобные системы по Бору. Недостатки теории Бора. Значение квантовых чисел. Спектр излучения атомов. Ширина спектральных линий. Доплеровское уширение.
реферат [145,6 K], добавлен 14.01.2009Спектральный анализ, его достоинства и применение. Распределение энергии в спектре. Анализ общей структуры спектра атома гелия на основе принципа Паули. Определение собственных значений энергии системы из двух электронов, движущихся в поле атомного ядра.
контрольная работа [39,9 K], добавлен 30.07.2011Нильс Бор ученый и человек. Успехи и недостатки теории Бора. Теория Бора позволила объяснить целый ряд сложных вопросов строения атома и фактов, чего была не в состоянии сделать классическая физика.
реферат [41,2 K], добавлен 25.12.2002Электронное строение атомов переходных элементов. Физические свойства редкоземельных металлов, их применение. Решение уравнения Шредингера для кристалла. Современные методы расчета зонной структуры. Расчет электрона энергетического спектра неодима.
дипломная работа [1000,2 K], добавлен 27.08.2012Представление об атомах как неделимых мельчайших частицах. Опыт Резерфорда по рассеянию альфа частиц. Рассмотрение линейчатого спектра атома водорода. Идея Бора о существовании в атомах стационарных состояний. Описание основных опытов Франка и Герца.
презентация [433,4 K], добавлен 30.07.2015История открытия радиоактивности, модель атома Томсона. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Правило квантования Бора-Зоммерфельда. Боровская теория водородоподобного атома, схема его энергетических уровней. Оптические спектры испускания атомов.
презентация [3,7 M], добавлен 23.08.2013Изучение сущности механических колебаний. Характерные черты и механизм происхождения гармонических, затухающих и вынужденных колебаний. Разложение колебаний в гармонический спектр. Применение гармонического анализа для обработки диагностических данных.
реферат [209,3 K], добавлен 25.02.2011Основные положения атомно-молекулярного учения. Закономерности броуновского движения. Вещества атомного строения. Основные сведения о строении атома. Тепловое движение молекул. Взаимодействие атомов и молекул. Измерение скорости движения молекул газа.
презентация [226,2 K], добавлен 18.11.2013Бор был членом более двух десятков ведущих научных обществ и являлся президентом Датской королевской академии наук с 1939 г. до конца жизни. Кроме Нобелевской премии, он получил высшие награды многих ведущих мировых научных обществ.
курсовая работа [646,0 K], добавлен 12.04.2006Определение длины волны, на которую приходится максимум испускательной способности, определение спектральной плотности энергетической светимости. Вычисление по теории Бора периода вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии.
контрольная работа [296,4 K], добавлен 24.06.2010Квантовая теория комптоновского рассеяния. Направление движения электрона отдачи. Давление света. Сериальные закономерности в спектрах атома водорода. Модель Томсона, Резерфорда. Постулаты Бора. Гипотеза де-Бройля. Элементы квантовомеханической теории.
презентация [195,5 K], добавлен 17.01.2014Принципы симметрии волновых функций. Использование принципа Паули для распределения электронов в атоме. Атомные орбитали и оболочки. Периодическая система элементов Менделеева. Основные формулы физики атомов и молекул. Источники рентгеновского излучения.
реферат [922,0 K], добавлен 21.03.2014Рассмотрение особенностей модели Джейнса-Каммингса, сферы использования. Диполь-дипольное взаимодействие атомных систем как естественный механизм возникновения атомного перепутывания. Знакомство с фундаментальной единицей квантовой теории информации.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 28.09.2013Зависимость показателя преломления от частоты падающего света. Разложение сложного излучения в спектр. Уравнение движения электронов атомов вещества под действием поля световой волны. Скорости ее распространения. Суммарный дипольный момент атомов.
презентация [229,6 K], добавлен 17.01.2014Сведения о колебаниях кристаллических решёток, функции, описывающие их физические величины. Кристаллографические системы координат. Расчет энергии взаимодействия атомов в ковалентных кристаллах, спектра колебаний кристаллической решётки вольфромата бария.
дипломная работа [566,1 K], добавлен 09.01.2014Дуализм в оптических явлениях. Недостатки теории Бора. Дифракция частиц, рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов) кристаллами или молекулами жидкостей и газов. Опыты по дифракции частиц. Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц вещества.
презентация [4,8 M], добавлен 07.03.2016Датский физик Нильс Хенрик Давид Бор родился 7 октября 1885 г. в Копенгагене. Дипломный проект Бора принес ему золотую медаль Датской королевской академии наук. Бор был награжден в 1922 г. Нобелевской премией по физике в области строения атомов, излучении
реферат [32,3 K], добавлен 07.04.2007