Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 icon

Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153



НазваниеГ. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153
Дата конвертации10.09.2012
Размер54.64 Kb.
ТипДокументы

[вернуться к содержанию сайта]


ЖУРНАЛ РУССКОГО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА

при Императорском С.-Петербургском Университете

Т. XLVI (физический отдел), вып. 6 (1914 г.)

ГИПОТЕЗЫ О СТРОЕНИИ АТОМОВ

Г.И. Фан-Лёвен


(фрагменты из статьи)


стр. 153

§ 1. Введение.

Результаты последних опытов заставляют всё более и более отказываться от простых моделей атома (напр., сферических атомов и т.д.), созданных ранее. При радиоактивном распаде, при всех разрядах, при фотоэлектрических опытах мы наблюдаем появление на атоме заряженных частиц; заряженные положительно имеют массу того же порядка величины, что и атом; отрицательные имеют всегда одну и ту же малую массу, равную 1/1830 массы водородного атома. Так как эти отрицательные частицы – электроны встречаются при столь различных опытах, то естественно предположить, что они, как говорит Дж. Дж. Томсон [50], составляют строительный материал для атома. Кто пытается построить из них модель атома, должен считать идеальной целью снабжение модели всеми свойствами, наблюдаемыми у действительных атомов. Модель должна быть сравнена с атомом относительно следующих свойств:

a) Лучеиспускание без поля: заряженные части атома излучают согласно законам электродинамики энергию при всяком ускоренном движении.

Удовлетворяют ли числа колебаний какой-нибудь спектральной формуле (Бальмер, Кайзер и Рунге, Ридберг, Ритц [24, 27, 28, 42]) и встречаются ли столь короткие волны, как лучи Рентгена?

b) Лучеиспускание в магнитном поле: даёт ли модель явление Зеемана?

c) Лучеиспускание в электрическом поле: даёт ли она явление Штарка?

d) Прохождение света: как обстоит дело с дисперсией?

e) Прохождение лучей Рентгена: какое образуется вторичное излучение?

f) Прохождение α и β-частиц: претерпевают ли они большие отклонения (как они часто наблюдаются) при столкновении с нашей системой?

g) Радиоактивные свойства: могут ли электроны или положительные частицы внезапно выбрасываться нашей системой (которая в целом должна быть нейтральной) и образовывать радиоактивное излучение?

h) Химические свойства: будут ли некоторые системы склонны получать или отдавить электроны, что объясняло бы электроотрицательный и электроположительный характер химических элементов? Может ли модель объяснить периодичность свойства, как она проявляется в Менделеевской системе?

i) Законы, связанные с гипотезой квантов; принимает ли система энергию только в целых кратных какого-либо основного числа колебаний или же она подобным образом отдаёт энергию?

Мы рассмотрим сперва, что дают две больших группы моделей: группа Томсона и Фёппля (I) и группа Резерфорда и Бора (II).
Затем мы перейдём к отдельным гипотезам (Ритц, Конвэй, Бык, вихревые атомы Кельвина, новая модель Дж. Дж. Томсона). Хотя они и не связаны между собой, но мы соединим их в группу III.


стр. 185

§ 17. Как первую представительницу группы III рассмотрим модель атома Ритца (1907) [42]

Эта модель построена именно так, чтобы давать формулу Бальмера или, лучше, общий комплекс Бальмера

ν=K(1/n12–1/n22)

(n1 и n2 – целые числа).

Всегда получается рациональное выражение для ν2, а не для ν, если действующая сила зависит только от координат. Поэтому Ритц заставляет электрон двигаться в магнитном поле: получается сила пропорциональная скорости. Электрон описывает малую круговую орбиту в плоскости перпендикулярной к магнитной силе H в центре. Испытываемая электроном сила eaωH/c (e= электростатически измеренный заряд, c= скорость света, a= радиус орбиты, ω= угловая скорость), лежащая в плоскости орбиты и направленная к её центру, даёт центростремительную силу. ω определяется уравнением

eaωH/c=maω2

ω=eH/mc.

Магнитное поле производится цепью n2n1 элементарных магнитов, расположенных вдоль оси орбиты (рис. 4). Южный полюс каждого примыкает к северному следующего.

Напряжение полюса каждого равно μ, а длина l. Ближайший полюс отстоит от орбиты на n1l единиц длины.

Отсюда

H= μ/(n1l)2– μ/(n2l)2,

т.е.

ω=eH/mc=(eμ/mcl2)(1/n12–1/n22)

или

ν=ω/2π=(eμ/2πmcl2)(1/n12–1/n22).

Разность получается здесь потому, что поле производится двумя полюсами, квадраты целых чисел – вследствие Ньютонова закона притяжения.

Если различные атомы обладают различным числом элементарных магнитов, но все имеют n2=2, то они вместе испускают серию Бальмера (если и n1 различно, то комплекс Бальмера).



Рис. 4

Если вся система атомов находится под влиянием внешнего магнитного поля h, то Ритц полагает, что каждый атом со своим полем H (большим по сравнению с h) вращается вокруг силовых линий, как это делал бы отдельный электрон. Во вращающейся теперь плоскости электрон движется так, как будто бы поля нет; в излучении встречаются вместо одного числа колебаний три, т.е. объяснён простой триплет.

Г. А. Лоренц показал, что кривая дисперсии (дисперсия как функция числа колебаний) этой системы имеет тот же ход, что у системы с квазиупругой связью.

Отсутствует однако связь вежду движениями системы при бесконечно медленных колебаний и при постоянном поле. При упругой связи медленное движение электрона переходит в покой, когда внешняя сила превращается из медленно меняющейся в постоянную. Для рассматриваемой Ритцом "магнитной" связи движение не прекращается и при постоянной силе.

Ритц принимает, должно быть, кроме сильной "магнитной" связи ещё и слабую квазиупругую.


стр. 190

Новая модель атома Дж. Дм. Томсона (1913) [54].

Поставленная задача: построить модель, в которой электрон поглощает энергию пучка света так, что она как раз равна кванту, т.е. h, умноженному на число колебаний, в момент освобождения электрона. Чтобы получить этот результат, Томсон полагает, что электрон в атоме всюду испытывает отталкивание обратно пропорциональное третьей степени расстояния, а притяжение обратно пропорциональное квадрату расстояния испытывает только в некоторых конических пространствах (с вершиной в центре атома). На некотором расстоянии от центра электрон находится в устойчивом равновесии.

Когда на систему падает свет подходящего периода, электрон начинает колебаться радиально. Каким-нибудь приспособлением мы можем превратить это колебание в колебание, перпендикулярное к радиусу. Работа, потребная для выхода электрона из конуса, равна разности потенциальной энергии внутри и вне конуса. Можно выбрать постоянные в законах сил так, что эта разность равна числу колебаний ν при малых (радиальных) колебаниях, умноженному на 2h. Тогда энергия электрона, ушедшего в бесконечность в пространстве вне конуса, равна hν.

Трудность, однако, заключается в том, что при поглощении энергии число колебаний меняется, так как амплитуда становится большой, и что для радиального удаления электрона внутри конуса нужно меньше энергии, а именно hν.

В заключение нужно упомянуть о конкретных представлениях, развиваемых Штарком [47] [65] в связи с его опытами.


§ 21. Заключение.

Мы видели, что модель Резерфорда-Бора даёт превосходные результаты, когда дело касается разъяснения α и β-частиц или измеренных Мозли чисел колебаний лучей Рентгена. В этом отношении она выгодно отличается от всех других.

Рядом с моделью Ритца она даёт объяснение серии Бальмера. Но тут начинаются затруднения. Ни одна из существующих моделей не даёт удовлетворительного объяснения сложных явлений Зеемана и Штарка.

Факты, связанные с гипотезой квантов, показывают, далее, что потребуются существенные новые средства для объяснения в этой области свойств атомов.

Хуже всего обстоит дело с объяснением радиоактивных явлений. Они не получают объяснения в тех частях атома, где лежат орбиты электронов; это заставляет искать его в области ядра, но определённых оснований для этого не существует.


Литература.

[24] Kaiser & Runge. Handbuch der Spektroskopie.

[27] T. van Lohuizen. Dissertation. Amsterdam.

[28] T. van Lohuizen. Le phénomène de Zeeman et les séries spectrales. Archives du Musée Teyler, Sér. III, Vol II.

[42] W. Ritz. Oeuvres pp. 1, 78, 91, 95, 98, 141, 170.

[47] J. Stark. Prinzipien der Atomdynamik.

[50] J. J. Thomson. Electricitу and matter.

[54] J. J. Thomson. Structure of the Atom. Phyl. Mag. (6) 26, 1913, p. 1044.

[65] J. Stark. Elektrishe Spectralanalyse chemischer Atome (Leipzig 1914).


Дата установки: 21.04.2011

[вернуться к содержанию сайта]




Похожие:

Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconВселéнная. (фрагменты статьи из Большой Советской Энциклопедии. Т. 9, М., 1951, – стр. 290)
Пространство и время не существуют в отрыве от материи. Движение материи происходит в пространстве и во времени. Пространство и время...
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 icon2 «а», 2 «г» классы
Математика. Уч стр. 104 №14,стр. 105 №17,18,стр. 106 №21,22стр. 108 №37 стр. 109 №40,43. стр. 112 №53. стр. 14 №2
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconН. Г. Кембровская исследования м. А. Ельяшевича по истории физики (фрагмент из книги:. стр. 41-59) Настоящая статья
Академик М. А. Ельяшевич: Воспоминания учеников и современников, избранные статьи (К 100-летию со дня рождения). – Минск: Голиафы,...
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconДомашнее задание
...
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 icon6а предмет
Англ стр. 78 упр. Д, стр. 79 №1-2, стр. 82 № ав, стр. 84 читать, стр. 85 №1, 2, 4
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconПравила выучить, тетрадь с печатной основой: стр. 36-45. Чтение : стр. 73-74 вопрос Окруж мир : стр. 46-58 пересказывать, отвечать на вопросы, тетрадь стр. 19-21
Лит чт уч. Стр. 23-34, хрест. Стр. 117-121 – все произведения А. А. Блока и К. Д. Бальмонт чит выразительно, ответить на вопросы...
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconМатезис, 1905. – фрагменты из книги стр. 56
Д р у г и е п е р е м е н н ы е з в ё з д ы. Ещё более запутанную переменность блеска представляет исследованная Дунером звезда y...
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconБорн М., Вольф Э. Основы оптики (М.: Наука, 1973. – фрагменты из книги) стр. 105–115
Описание распространения электромагнитных волн с помощью интегральных уравнений 1
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconПроблемы теории пространства, времени и материи (М.: Атомиздат, 1968.– фрагменты из книги) стр. 157
Как изменяется гравитационное взаимодействие со временем? В результате каких процессов?
Г. И. Фан-Лёвен (фрагменты из статьи) стр. 153 iconДокументы
1. /статьи/АЗИЯ - ЭТО ГДЕ.doc
2. /статьи/ВАЯТЕЛЬ.doc
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов