рассказ из жизни атома по физике

Представление об атоме, состоящем из мельчайшего ядра и электрических облаков, появилось в физике не сразу. На рубеже XIXXX вв. приоритетной казалась модель атома, предложенная в 1897 г. английским физиком Дж. Дж. Томсоном, открывшим электрон. Томсон считал, что атом состоит из позитивно заряженного вещества, вовнутрь которого инкрустированы электроны, как пудинг с изюмом.

И только после исследования рассеяния -частиц веществом Резерфорд в 1911 г. предложил планетарную модель атома, состоящего из ядра и вертящихся вокруг него электронов. Но он превосходно разумел уязвимость этой модели и говорил, что знает, как смотрится атом, но не знает, как он устроен. Проблема заключалась в том, что традиционные электроны должны при вращении излучать энергию и падать на ядро. В традиционной физике существование стабильных планетарных атомов невероятно. Но ведь мы-то существуем, а мы состоим из атомов.

Для регистрации рассеянных -частиц Резерфорд использовал сцинтилляционные счетчики, сделанные им в 1908 г. общо с Гейгером. А чтобы интерпретация опытов была объективной, как говорил П. Л. Капица, счет сцинтилляций, обработку результатов и построение графиков выполняли люди, которые не знали, что обязано получиться. Таким образом, исключалась подтасовка результатов. Лаборатория Резерфорда прославилась тем, что там не было сделано ни одного ошибочного открытия!

Необходимы были новые идеи, чтобы разрешить этот парадокс. И 1-ый шаг сделал датский физик Нильс Бор в 1913 г. Он представил, что состояния электрона в атоме квантуются, т. е. электрон в атоме может находиться только на определенных орбитах, для которых выполняется условие

mvr = n,

где m  масса, v  скорость, r  радиус орбиты электрона,  = 1,05 10-34 Джс постоянная Планка, n  целое положительное число.

И желая впоследствии выяснилось, что это условие неточно, теория Бора зафиксировала стабильность атома и растолковала дискретность атомных спектров. Занимательно, что в этой теории в результате наложения оплошности на ошибку были получены правильные значения энергий электрона в атоме водорода. Последовательное же описание атомов и ионов оказалось вероятным только после творения квантовой механики.

Квантовая механика поясняет устойчивость атомов, позволяет для простых атомов достаточно точно вычислить уровни энергии, с подмогою приближенных способов высчитать свойства сложных атомов, обосновывает периодическую таблицу элементов, обрисовывает электронные и магнитные характеристики атомов.