Нільс Бор

1. Нільс Бор — вчений і человек.

2. Від великих відкриттів кінця ХІХ століття до теорії атома Бору 5.

3. Розвиток вчення про спектрах.

4. Теорія атома Бора.

5.

Заключение

.

— 3 ;

Ось Бор всім известный…

І це додатковий закон,.

Який був Бором провозглашен,.

Який описує із двох сторон.

Як електрон, і протон.

Атома,.

Який побудував Бор.

І це електронні уровни.

Атома,.

Який побудував Бор.

Які спектр характерний дают.

Там перестрибують электроны,.

Атома.

Який побудував Бор.

І це ядро.

Атома,.

Який побудував Бор,.

Яке бачить як каплю,.

І це перебуває точно в центре.

Атома,.

Який побудував Бор.

Вірші Р. Е. Пайерлса на вшанування сімдесятої річниці народження Нільса Бора.

У своєму виступі на вечорі пам’яті Нільса Бору в Політехнічному музеї, у Москві 16 грудня 1962 року академік І. Є. Тамм сказав: «Бор як був засновником квантової теорії, яка відкрила людству шлях пізнання нового світу — світу атомів і елементарних частинок — і тим самим проклала шлях у атомний століття та дозволила опанувати атомну енергію. Праці Бору поруч із роботами Ейнштейна надали визначальний влив як на фізику ХХ століття, а й на сучасне наукове світогляд загалом » .

Однією з головних наукових робіт Нільса Бору є його стаття «Про будову атомів і молекул », частини якої вийшли у липні, вересні і листопаді 1913 року. У ньому Бор розглядав модель атома Резерфорда з використанням кванта дії Планка. Отримавши, згодом, назва модель атома Резерфорда-Бора пояснювала багато фізичні явища і став основою квантової теорії. Історії створення цієї моделі атома і присвячене це реферат.

— 4 ;

1. НІЛЬС БІР УЧЕНИЙ І ЧЕЛОВЕК.

Нільс Бор народився 7 жовтня 1885 р. у Копенгагені. Батько Нільса Бору, професор Християн Бор був відомим фізіологом. У 1903 р. Нільс вступає у Копенгагенський університет. У 1907 р. йому присуджується золота медаль Королівської Датської академії за експериментальне дослідження поверхового натягу рідин. У 1909 р. Бор отримує ступінь магістра наук, потім у лютому 1911 р. — докторську степень.

У вересні цього року бір отримує стипендію Карлсбергского фонду для стажування по закордонах у Дж. Дж. Томсона в Кавендишської лаборатории.

У тому 1912 р. він переїжджає до Резерфорду в Манчестер. У лабораторії Резерфорда він зіштовхнувся з труднощами теорії атома того часу: стійкість планетарного атома несумісна на закони класичної електродинаміки і механіки. З теорії квантування енергії, Бор створює своє теорию.

1918 р. — Бор дає загальну формулювання принципу соответствия.

1921 р. — відкриття інституту Бора.

1927 р. — формулювання принципу дополнительности.

1933 р. — прихід до української влади Гітлера, створення Бором Датського комітету допомоги німецьким изгнанникам-антифашистам.

1934 р. — перша поїздка до Радянський Союз.

1937 р. — робота Бору — Калькара перетворення атомних ядер.

1944 р.- робота у Лос-Аламосі. Бор передбачає майбутню політику атомного шантажу, зустрічі з Рузвельтом і Черчіллем, боротьба за міжнародний контроль над ядерним оружием.

1950 — Бор пише «Відкрите Лист «ООН з програмою боротьби за мир.

Нільс Бор цей був видатний учений, а й затятий борець за, за невоєнний використання ядерної енергії. Смерть Бору 18 листопада 1962 року — це втрата людством як чудового вченого, а й великого человека.

— 5 ;

2. ВІД ВЕЛИКИХ ВІДКРИТТІВ КІНЦЯ XIX СТОЛІТТЯ ДО ТЕОРІЇ АТОМА.

Історія створення теорії Бору не обмежується тим коротким проміжком з 1912 року, що він познайомився з Резерфордом і результату ми його досліджень. Дослідження що призвели Бору для її квантової теорії атома почалися набагато швидше з досліджень оптичних спектрів і інших явищ, пов’язаних із будовою вещества.

Наприкінці в XIX ст. було відкрито рентгенівські промені (1895 — Вільгельм Конрад Рентген, згодом перший лауреат Нобелівської премії із фізики), радіоактивність (1896 — Анрі Бекерель), електрон (1897 — Томсон).

Рентген до свого відкриттю прийшов у результаті систематичних пошуків випромінювання, який би здатне проникати крізь речовини, непрозорі для звичайного света.

Рентген працювали з розрядної трубкою, у якій було досягнуть досить високий вакуум. Для виявлення випромінювання він користувався флуоресцирующим екраном, вкритим платиносинеродистым барієм. При випромінюванні досить коротких хвиль спостерігав світіння екрана, яке було і всі тому випадку, коли разрядная трубка повністю зачинялися папером. У першій повідомленні від 28 грудня 1895 року Рентген писав, що з достатньому затемненні флуоресценція помітна поки що не відстані двох метрів від трубки І що причини флуоресценции виходять саме з розрядної трубки, а чи не від якогось місця проводника.

Досліди показали, що світіння викликається особливими променями, названі Рентгеном Х — променями, які відбуваються через папір, дерево, картон. Рентген виявив також, що ці промені діють на фотографічну платівку, викликаючи її почорніння. При зростанні щільності тіл зменшується їх прозорість щодо рентгенівських променів. Прозорість мала у елементів з великим атомним весом.

Спроби Рентгена отримати відбиток і переломлення рентгенівських променів не увінчалися. Не увінчалися перші спроби його й інших дослідників знайти інтерференцію, дифракцию і поляризацію рентгенівських променів. Досліди Рентгена по відхилення променів у магнітному полі сприяли негативному результату. Виникла проблема яка ж природа рентгенівських лучей?

У 1899 р. Хага і Вінд, потім у 1909 р. Вальтер і Поль намагалися визначити довжину хвилі цих променів по дифракції на дуже вузької щілини. Вони фотографували рентгенівськими променями вузьку клиновидную щілину. Хоча ширина щілину вимірювалася лише кількома микронами, розширення зображення щілини, яке вказувало на дифракцию щілини, достовірно знайти не удалось.

— 6 ;

Вже у лютому 1912 року П. Эвальд звернувся безпосередньо до Лауе з аналогічним запитанням, про поведінці світлових хвиль в просторової решітці з поляризующихся атомів. Під час обговорення Лауе спало на думку, що й атоми утворюють просторові грати, маємо спостерігатися явища інтерференції, подібні світловий интерференции.

Вже у лютому 1912 р. два учня Рентгена Фрідріх і Книппинг, на пропозицію Лауе поставили досвід по дифракції рентгенівських променів на кристалічній решітці. Досвід перебував у наступному. З допомогою низки свинцевих діафрагм виділяли вузький пучок рентгенівських променів. Цей пучок падав на тонкий кристал цинкової обманки. Пройшовши крізь кристал, рентгенівські промені потрапляли на фотопластинку. Платівка була поставлена перпендикулярно початковому напрямку променів. Після прояви на платівці виходило інтенсивне центральне пляма і кілька правильно розташованих цяток. Було наочно доведено, що кристали є підходящої дифракционной гратами для рентгенівських лучей.

Це відкриття дозволило досліджувати з більшою точністю спектри рентгенівських променів, що значної ролі у створенні теорії Бору. Макс Лауе розробив просту математичну теорію, яка дозволила порівняти довжину хвилі рентгенівських променів із постійною грати кристала. Абсолютна величина довгі хвилі, теоретично Лауе, не визначалася. Н. Р. Брегг і У. Л. Брегг і водночас із ними Г. В. Вульф дали пояснення диаграммам Лауе і розробили метод абсолютного виміру довжини хвилі рентгенівських променів. Основна думка належала Бреггу — синові. Брэгги стали досліджувати не проходження рентгенівських променів через кристалічну платівку, а відбиток їхньої від поверхні платівки. Бор писав, що сама важливою нової інформацією Сольвеевском конгресі в 1913 року було інформація про відкриття дифракції рентгенівських променів в кристалах, зроблене Лауе в 1912 году.

Досліди Рентгена притягнуто до собі увагу Анрі Беккерелі, багато займався фосфоресценцией. На початку 1896 р., у той самий день, як у Парижі став відомий про дослідах Рентгена, Бекерель вирішив перевірити, не випускають чи рентгенівські промені всяке фосфоресцирующее речовина. Досліди не підтвердили її припущення, але справив такий досвід. Фотографічна платівка з бромжелатиновой емульсією була раз загорнута в шар чорної папери. Плоський кристал сернокислой солі урану був покладено згори. Коли платівку виявили, у ньому виявили чорний відбиток фосфоресцирующего кристала. Помістивши між фосфоресцирующим речовиною і папером монети, Бекерель виявив на платівці зображення. Він уклав, що взяте їм фосфоресцирующее речовина випускає випромінювання, проникаюче через светонепроницаемую папір й чинне на солі серебра.

Потому, як Бекерель встановив, що джерелом відкритих їм лучей.

— 7 ;

є уран, природно виникло питання про тому, не чи існують інші хімічні елементи, які мають так само властивостями. У 1898 р. відкриття Беккерелі привернуло до собі увагу Р. Шмідта у Німеччині й М. Кюрі мови у Франції. Кюрі досліджувала на радіоактивність різні мінерали. Деякі їх виявилися радіоактивними, зокрема уранова смоляна обманка, хальколит, отенит та інші. Ці мінерали містять чи уран чи торий.

Бор багаторазово звертався для оцінювання робіт М. Кюрі. Він вважав, що вирішальний прогрес в атомну фізику став можливим завдяки вразительному відкриттю радіоактивності деяких елементів, історія якого чудовою віхою стало виділення радію Марією Кюри.

Для аналізованого періоду істотну роль зіграли роботи Дж. Дж. Томсона. Досліджуючи проходження електричного струму крізь виряджені гази, Томсон в 1897 р. показав, що безпосереднє відношення електричного заряду до масі (е/m) для частинок — носіїв катодних променів (електронів) в багато разів більше, ніж для іонів водню при електролізі. З отриманого відносини e/m він висловив гіпотезу, що у катодних променях електричні заряди переносяться «корпускулами », величину і маси яких в багато разів менше розмірів атома водорода.

У 1898 р. Томсон визначив заряд «корпускули «і гроші знайшло його рівним заряду іона водню при електролізі. Вперше Томсон зробив висновок про існування елементарної частки, названої электроном.

Оптичні і рентгенівські спектри, моделі атома, вчення Планка про випромінюванні - основні віхи по дорозі створення теорії атома Бору. До теорії атома Бору було висунуто багато різних гіпотез щодо будівлі атомів («моделі атома »). У 1902 р. Вільям Томсон (Лорд Кельвін) припустив, що атом має вигляд сфери, рівномірно наповненій позитивним електрикою. Усередині сфери перебуває така кількість електронів, що еквівалентне заряду самого кулі. Дж. Дж. Томсон широко розробив і удосконалив модель атома Вільяма Томсона. Він вивчив умови рівноваги різних груп електронів всередині сфери, з позитивним зарядом. Електрони, що містяться всередині позитивного кулі, робити гармонійні, коливальні руху, викликаючи, цим, випущення атомами променистої енергії, що дає різкі спектральні линии.

Бор надавав велике значення прагненню Дж. Дж. Томсона пояснити періодичну систему з стійкості різних електронних конфігурацій. Він: «З часу знаменитої спроби Дж. Дж. Томсона витлумачити періодичну систему виходячи з дослідження стійкості різних електронних конфігурацій ідея про розмежування електронів в атомі на групи стала вихідним пунктом і більше нових поглядів. Припущення Томсона, розподілу позитивного заряду в атомі, виявилася несумісне із досвідченими результатами, отриманими виходячи з вивчення ра;

— 8 ;

диоактивных речовин. Проте, цю роботу містить багато оригінальних думок, і справила великий вплив надалі развитей атомної теорії «.

Разом про те Бор зазначив, що пояснення спектральних законів не вдавалося узгодити з оцінкою числа електронів в атомі, виробленої Дж. Дж. Томсоном з спостереження розсіювання рентгенівських променів, використовую у своїй класичну теорию.

Бор особливо цінував Дж. Дж. Томсона через те, що у часи, коли багато фізики скептично ставилися для існування атомів, Томсон почав дослідження внутриатомного світу. Істотно для Бору було те, що із ідей Томсона про співвідношенні між числом електронів й місцем елемента у періодичної таблиці слід було узагальнення, що з будь-якого елемента число електронів поза ядра в нейтральному атомі визначається атомним номером, що вказує становище елемента у таблиці Менделеева.

Вирішальними, проте, до виникнення теорії атома Бору були роботи Резерфорда і Планка. У 1895 р. в Кавендишську лабораторію прийшов Резерфорд. Спочатку він продовжував розпочаті ним раніше роботи з прийому електромагнітних хвиль і удосконалював свій магнітний детектор. Потім він почав працювати по іонізації газів рентгенівськими променями. У вересні 1898 р. Резерфорд переїхав до Монреаля, де став вивчати радіоактивні властивості урану і торію. З січня 1901 р. Резерфорд працює разом із Фредериком Соди. Ними було знайдено, що радіоактивність супроводжують такі перетворення, у яких виникають нові елементи. Вони засвідчили, що радіоактивність є атомне явище, що з хімічними перетвореннями, у яких з’являються нові элементы.

Про цей період Бор писав, завдяки експериментальним відкриттям у сфері радіоактивності ситуація з вивченням складових частин атома значно змінилося. Вивчення проходження частинок, испускаемых радіоактивними речовинами, привело Резерфорда до думку про ядерному будову атома. Він вважає, що у атомі є ядро, заряджене позитивним електрикою. Це ядро обмаль по порівнянню з розмірами всього атома, проте, у ньому зосереджена більшість маси атома. Навколо ядра рухається суворо визначений число электронов.

Бор багаторазово звертався для оцінювання діяльності Резерфорда. У 1913 р. у статті «Теорія гальмування заряджених частинок під час проходження через речовина «він аналізував роботу Резерфорда 1911 р., присвячену теорії розсіювання [pic]-частиц речовиною. Бор писав, що згідно з теорією розсіювання [pic]-частиц речовиною, розвиненою Резерфордом, передбачається, що :

1) атоми речовини складаються з хмар електронів і ядра;

2) електрони утримуються силами тяжіння до ядру;

— 9 ;

3) ядро має позитивним зарядом, рівним сумі негативних зарядів электронов;

4) на ядро доводиться переважна більшість маси атома;

5) Розміри ядра малі проти розмірами атома;

6) [pic]-частица є ядро атома гелия.

Розрахунки Резерфорда навели Бору на думку, що дуже швидкий електрон, пролітаючий через атом і зіштовхуючись зі зв’язаними електронами, втрачає свою енергію певними кінцевими порціями — квантами. Розглядаючи зіткнення між вільним та пов’язаним електроном, Бор уклав, що пов’язаний електрон неспроможна придбати енергію меншу, ніж різницю енергій між двома послідовними стаціонарними станами, отже, вільний електрон, зіштовхуючись із ним, неспроможна втрачати менше энергии.

Тоді Бор вважав, що необхідним наслідком теорії атома Резерфорда є внутриядерное походження [pic]- частинок І що швидкі [pic]- частки испускаются ядром.

— 10 ;

3. РОЗВИТОК НАВЧАННЯ Про СПЕКТРАХ.

У другій половині в XIX ст. значне поширення одержало вивчення оптичних спектрів. Їх поділяють на спектри випущення, поглинання, розсіювання і відображення. Оптичні спектри з вигляду поділяють на линейчатые, смугасті і сплошные.

У 1648 р. у Празі побачило світ твір Иогана Маркуса Марци «Thaumantias », присвячене питання квітах, які утворюються при розкладанні світла призмою. До Марци панувало уявлення, що кольору творяться у результаті змішання у різних пропорціях світла з темрявою. Марци ж думав, що світло перетворюється на кольору лише за певному переломленні в щільних середовищах, й різні види квітів є частинами з різними преломлениями.

Систематичні досліди з вивчення спектрів Марци не проводив, їх почав Ісаак Ньютон. 19 лютого 1672 р. в «Philosopikal Transactions », було вміщено письмо-статья Ньтона до Ольденбургу, секретарю Лондонського королівського суспільства, де Ньютон зазначав, що світлові промені, різняться у тому здібності показувати той чи інший особливу забарвлення точно як і, як вони різняться за рівнем преломляемости. Кольори є, як гадають зазвичай, видозмінами світла, претерпеваемыми ними при переломленні чи відображенні природних тіл, але суть початкові, природжені властивості світла. Критиками Ньютона виступали Гук, Гюйгенс і др.

У 1802 р. Вільям Волластон, англійський натураліст, відомий своїми дослідженнями у сфері хімії, фізики, кристалографії, мінералогії, ботаніки, медицини, справив наступний досвід. Сонячні промені пропускалися у кімнату через щілину шириною 1,25 мм розглядалися через хорошу призму з відривом 3 м від щілини. У цьому окремі спектральні області виявилися віддаленими друг від друга тонкими чорними лініями. Розкладаючи прямий світло блакитний частини полум’я свічки, Волластон знайшов, що немає безперервного спектра і світло розкладається п’ять окремих смуг, віддалених один від друга.

У 1817 р. темні лінії в спектрі старанно вивчив німецький оптик Йозеф Фраугофер. Він удосконалив виготовлення великих ахроматических об'єктивів, винайшов окулярний мікрометр і гелиометр, спостерігав і пояснив наявність ліній поглинання в сонячному спектрі. У 1821 р. Фраунгофер застосував дифракционную грати з вивчення спектрів. При вимірі дисперсії світла ролі джерела служила свіча. У цьому то побачив в спектрі яскраву жовту лінію. Діяльність 1815 р. він писав: «Я вирішив з’ясувати, чи можна бачити таку підсвічену лінію в сонячному спектрі. І з допомогою телескопа знайшов не лише одну лінію, а дуже багато вертикальних ліній, різких і слабких. Слабкі виявилися темнішою іншої части.

— 11 ;

спектра, і деякі були цілком чорними… «.

Фраунгофер виявив, що жовта лінія в спектрі свічки в точності збігаються з темній лінією D в сонячному спектрі. Для дослідження спектрів він виготовив грати з тонких, близько розташованих паралельних ниток; ще, він наносив на скляну платівку паралельні штрихи. Грати, виготовлені їм, містили понад 300 ліній на міліметр. Досліди Фраунгофера дослідження спектрів продовжували Давид Брюстер, Джон Гершель і Фокс Тальбот.

У другій половині ХІХ століття значне поширення одержало вивчення спектрів поглинання. Суцільний спектр має вигляд безупинної смуги, що містить усі частини видимого спектра. Линейчатый спектр полягає з певної кількості окремих ліній в спектрі. Спектральні лінії групуються у серії. Лінії не більше серії зближуються за переходу до коротшим длинам хвиль. Смугастий спектр складається з широких смуг, яскравіших з одного боку. Пропустивши біле світло через середу, яка поглинає ті чи інші промені, отримують спектр поглинання, що становить суцільний спектр, від якої відняті певні цвета.

У 1860 р. Густав Кірхгоф і Роберт Бунзен у роботі «Хімічний аналіз з допомогою спектральних спостережень », писали, що відмінність форм сполук, у яких беруть участь метали, ні розмаїтість хімічних процесів окремими пламенах, ні величезне відмінність температур цих пламен, анітрохи не впливають на становище спектральних ліній, відповідних окремим металам. Найбільше увагу експериментаторів привертав до собі линейчатый спектр. Нині чимало робіт, присвячених дослідженню спектрів різних речовин, у залежність від фізичних умов. Плюккер і Гитторф вказали, що азот, пари сірки та деяких менших вуглеводнів залежно від фізичних умов можуть дати двоє чи троє різних спектра. Виявилося, що з певних умов пари гази можуть надавати безперервний спектр. Протягом п’ятдесяти років (1860- 1911) було обмірювано 120 000 ліній між [pic]= 2000 і [pic] = 7000 А.

Після ранніми дослідженнями спектрів різних елементів появилисій і перші спроби знайти певні закономірності в розподілі спектральних ліній. Таку спробу зробив у 1863 р. Маскар, та був Стонер, Шустер і др.

У 1885 р. Иоган Якоб Бальмер встановив, що довжини хвиль відповідні деяким лініях спектра водню добре укладаються у формулу:

[pic][pic].

де: [pic] - ціле число;

— 12 ;

[pic]- постоянная;

[pic]- довжина волны.

Цю формулу виявилося зручніше висловити в виде:

[pic][pic], [pic] = 3, 4, 5, …

де: [pic] - частота;

[pic] - стала Ридберга.

До систематики атомних спектрів випущення ставляться роботи шведського фізика Йоханнеса Ридберга. Він довів, що розташування ліній в спектрах багатьох елементів підпорядковується закономірностям, записываемым як різницю двох висловів — термов:

[pic],.

де: [pic] і [pic] - поправки в серіальної формулі; n і m — целочисленные значения.

Вальтер Ріц — німецький фізик і математик — запропонував поправки в серіальні формули і сформулював комбінаційний принцип. Сутність принципу у цьому, що терми, належать різним серій даного спектра, можна комбінувати друг з одним. Комбінація дає відповідні спектральні лінії. Комбінаційний принцип дозволяє, якщо відомий ряд частот спектральних ліній даного елемента, пророкувати існування інших ліній елемента. Однак простежуються не всіх можливих частоти спектральних ліній, передбачені виходячи з комбинационного принципу. Частина ліній то, можливо заборонена правилами отбора.

У лужних металів Ридберг встановив наявність трьох серій. Ці серії було названо головною, першої побічної і друге побічної. Серіальні формули мають вид:

Головна серія [pic], n = 2, 3, 4,…

Перша побічна серія [pic], n = 3, 4, 5,…

— 13 ;

Друга побічна серія [pic], n = 2, 3, 4, …

де: A — межа головною серии;

У — межа першої та другої побічних серій; p. s, p, d — поправки до квантовим числам.

У 1908 — 1909 рр. Фрідріх Ріллей виявив два перших лінії інфрачервоної спектральною серії водню, названої серією Пашена. Ці лінії підпорядковуються формуле:

[pic].

Генріх Рубенс та її учні простежили теплові інфрачервоні промені до 0,3 мм. У 1911 р. Рубенс і Байєр виявили інфрачервоне проміння із довжиною волны[pic] = 342 мкм і 218 мкм. Складніше було з просуванням до вивчення ультрафіолетового спектра. У 1898 р. Шуман сягнув 130 мкм, Лайман в 1906 р. — до 100 мкм.

" Відшуканням серіальних закономірностей до 1913 р. — писав Д. З. Рождественський, — керувала чиста емпірика, комбінаторика чисел, в основі якому можна були ще побачити закону природи. Тому символіка спектральних серій мала кілька кабалістичний вид, отталкивавший багатьох фізиків від цього галузі «. Комбінаційний принцип, встановлений Ритцем, який міг би бути певною опорою у пошуках закономірностей спектральних серій, не вкладався в рамки математичної фізики. Вивчення електромагнітних хвиль пов’язувалося з деякими рухами заряджених частинок. При поданні цих рухів у вигляді низки Фур'є виникають частоти, кратні основний частоті; але у спектрі випромінювання такі лінії не спостерігалися. З простих спектральних закономірностей витікали дві суттєві вывода:

1) частота входить у формулу У першій степени;

2) лінії будь-який серії з наближенням до межі, при n[pic], розташовуються дедалі густішими, тобто. ряд частот може бути дискретним, маючи межа на конкретному расстоянии.

Оскільки класична електродинаміка категорично стверджувала, що частота випромінювання однозначно визначається частотою коливань випромінювача, поставало єдине питання, якими мають бути осцилятори, щоб генеровані спектральні лінії задовольняли цим двом вимогам. Відповідь це питання приводив до великим ускладнень. Ще Рэллей звернув увагу до следую;

— 14 ;

щее обставина. Для будь-який системи, рух визначається звичайними рівняннями механіки, завжди виходять співвідношення, куди входять квадрат частоти, а чи не сама частота, як постійно цього вимагають спектральні закономірності. Рівняння руху завжди містять прискорення, а оскільки за періодичних рухах час зазвичай входить у вигляді [pic][pic], отже, друга похідна за часом неминуче містить [pic]. Значит, щоб одержати правильних серіальних формул не можна скористатися моделлю пружно чи квазиупруго пов’язаного электрона.

Намагаючись обійти цю труднощі, Рітц запропонував атомну модель, в якої сили, викликають коливання електронів, залежали немає від їх усунення, як від швидкості. Тоді прискорення буде представлено як перші похідні швидкості за часом, отже, частоти увійдуть до рівняння У першій ступеня. Цій умові задовольняють магнітні сили. Ритцу удалося одержати формулу Ридберга-Ритца, але ціною дуже штучних припущень про походження цих зусиль і розташування магнитиков-электронов.

Другу причину необхідності відмовитися від квазиупругой сили моделі зазначив Пуанкаре. Незалежно від природи квазиупругой сили власні частоти викликаних нею коливань визначаються хвилевим рівнянням [pic]. Пуанкаре показав, що ніякими граничними умовами не можна домогтися, щоб ряд власних значень мав межа на кінцевому відстані. Звідси слід було, що не підпорядковуються спектральним формулам.

" На погляд, — писав Пуанкаре, — вивчення спектрального розподілу наводить нас до думку про гармониках, з якими зустрічався в акустиці. Проте є істотне відмінність: як хвильові числа кратні однієї й теж величині, але поки ми не знаходимо тут також ніякої аналогії з українським корінням тих трансцендентних рівнянь, яких нерідко наводять завдання математичної фізики. Спектральні закони простіше, але вони мають зовсім іншу природу. «Цю другу труднощі намагалися обійти через побудову підхожих коливальних систем, йдучи назад, від комбинационного принципу. Рикке, Ритцу, Фредгольму вдалося довести ці побудови остаточно, але отримані у своїй диференціальні рівняння були такі складні, що обрати задовільну фізичну інтерпретацію виявилося невозможным.

Вчення про спектрах викликало необхідність створення теорії будівлі атома і законопеременности оптичного спектра, вона повинна переважно була призвести до результатам, які узгоджуються з досвідченими даними по дисперсії і ефекту Зеємана, кому надалі пояснити характеристичним рентгенівським спектрам і ефекту Штарка. Поступово почали надходити до переконання, що розв’язати це завдання на рамках класичної електродинаміки неможливо. До цього значною мірою сприяли роботи Ейнштейна, успішно приме;

— 15 ;

нившего квантові подання у теорії теплоємності і за розгляді фотоефекту, фотохімічних явищ, рентгенівського излучения.

Квантові подання у тій чи іншій формі застосовувалися ще до робіт Бору під час розгляду окремих питань, пов’язаних із будовою атомів і молекул. Нерст розглянув молекулярні спектри в припущенні, що відбувається квантування обертання молекул. Бьеррум, розвинув ідею Нернста, провів розрахунок спектра випущення двухатомной молекули, вважаючи, що в її обертанні із частотою [pic] навколо лінії, що з'єднує обидва атома, енергія обертання кратна [pic] ([pic] - стала Планка).

Нікольсон скористався моделлю, запропонованої Нагаока. Відповідно до цієї моделі атом складається з центральної позитивно зарядженої частки, навколо якої вже із загальною кутовий швидкістю обертаються кільця, заповнені електронами. Спектри пояснювалися коливаннями кілець в цілому. Надалі Бор зазначив основні труднощі й недоліки цієї теории.

У Никольсона співвідношень між частотами, відповідні определенним лініях, можна з співвідношеннями між частотами, соответствующими різноманітних коливаннями електронного кільця. Він одній з своїх робіт, прагнучи пояснити наблюденные їм спектри астрономічних об'єктів, припустив, що момент імпульсу електронних кілець кратний [pic]. До проблеми стійкості Нікольсон не подходил.

Бор захопився теоретичними проблемами, пов’язані з моделлю Резерфорду, навесні 1912 р., відразу після приїзду Манчестер. Його залучила можливість чіткого поділу тих фізичних властивостей елементів, які визначалися безпосередньо ядром, від, які викликані розподілом електронів в атоме.

На середину 1912 р. була готова значної частини роботи «Про будову атомів і молекул », але Бор продовжував досліджувати роль кванта дії електронному будову атома у зв’язку з проблемами випромінювання. Труднощі виникали через питання стійкості атома. Ранньої весни 1913 р. знайшла рішення, коли залучив в розгляд найпростіші спектральні закономерности.

— 16 ;

4. ТЕОРІЯ АТОМА БОРА.

У 1913 р. у «англійському журналі «Philosophikal Magazine «була опубліковано докладну статтю М. Бору «Про будову атомів і молекул ». Стаття складалася з трьох часток. Перша частина названа «Зв'язування електронів позитивним ядром », друга — «Системи, містять лише одна ядро », третя — «Системи з кількома ядрами » .

У статті викладалася нова теорія будівлі атома. «Запровадження «до статті Бор почав із короткої характеристики моделі атома Резерфорда, за якою атом полягає позитивно зарядженого ядра і системи те, які електронів. Силами тяжіння електрони утримуються на певних відстанях від ядра. Позитивний заряд ядра і загальний негативний заряд електронів рівні між собою. Лінійні розміри ядра дуже малі проти лінійними розмірами атома загалом. Основна частина маси атома криється у ядрі. Бор повністю прийняв модель атома, запропоновану Резерфордом. Він вважає, навколо ядра атома водню обертається лише одне електрон і заряд ядра Є = е; в атомі гелію обертаються два електрона, в атомі літію — три електрона і т.д.

До Резерфорда у фізиці панувала модель атома Дж. Дж. Томсона, за якою атом складається з кулі, рівномірно заповненого покладительным електричним зарядом. У цьому вся кулі електрони рухаються по окружностям. Основне різницю між моделями Томсона і Резерфорда Бор вбачав у цьому, що у моделі Томсона сили, які діють електрони, припускаються таких конфігурації і рух, яке забезпечують стійка польсько-українська рівновага системи, тоді як моделі Резерфорда, очевидно, такі конфігурації не існують. Цю відмінність можна проявляється у тому, що з величин характеризуючих атом Томсона, маємо одну величина — радіус позитивно зарядженого кулі - з размерностью довжини, тоді як серед величин, характеризуючих атом Резерфорда, така довжина отсутствует.

Теорія теплового випромінювання Планка і прямі підтвердження істотавания елементарного кванта дії дослідах по теплоємності, фотоефекту та інших, спонукали Бору поставити під сумнів застосовності класичної електродинаміки до атомним системам. Бор поставив собі завдання вводити на закони руху електронів елементарний квант дії. Атом Резерфорда і квант дії Планка — вихідні моменти теорії атома Бора.

У першій частині статті Бору з урахуванням теорії Планка розглядається механізм зв’язування електрона з ядром. Приклад найпростішої системи, що з позитивно зарядженого ядра і електрона, рушійної по замкнутої орбіті навколо ядра, показано, що при випромінюванні, які мають з’явитися за законами електродинаміки, електрон неспроможна іти у стаціонарним орбітам. Через війну випромінювання енергія буде безупинно убы;

— 17 ;

вать. Електрон наближатиметься до ядру, описуючи все менші орбіти. Частота його обертання навколо ядра дедалі збільшуватися. Поведінка такої системи, що з основ класичної електродинаміки, відрізняється від цього, що відбувається в дійсності. Атоми тривалий час мають якісь розміри і частоти. «Далі, — пише Бор, — представляється, що й розглянути який — або молекулярний процес, то після випромінювання певного кількості енергії, властивого досліджуваної системи, цю систему завжди знову буде здатний стійкого рівноваги, у якому відстані між частинками будуть такого ж порядку величини, як і до процесу » .

Бор ясно показав, що слідства класичної електродинаміки відповідають з того що ми бачимо в атомних системах. Вищий критерій фізики має досвід. Оскільки досвід у галузі атомних явищ не можна пояснити поглядами й теорією класичної фізики, Бор звертається до теорії випромінювання Планка. Ця теорія стверджує, що випромінювання енергії атомної системи відбувається безупинно, а певними роздільними порціями. Кількість испускаемой атомним випромінювачем енергії при кожному процесі випромінювання одно [pic], де [pic]- ціла кількість, h — універсальна стала Планка, [pic] - частота. Бор допускає, що електрон випускає монохроматическое випромінювання з частотою [pic], рівної половині частоти звернення електрона зі своєї остаточної орбите.

Енергія випромінювання :

W =[pic],.

где:

[pic],.

W — середнє кінетичної енергії електрона впродовж одного повне звернення, e і E — заряди електрона і ядра, m — маса електрона. Підставивши значення [pic], получим:

W =[pic],.

Довжина великий полуоси орбиты:

— 18 ;

2а [pic],.

Надавши [pic] різних значень, ми матимемо ряд значень W, [pic], і а, відповідних ряду конфігурацій системи. У цих станах атом не випромінює. W приймає максимальне значення при [pic]=1, підставивши значення E = e = 4,7 * 10−10, e/m = 5,31 * 1017, h = 6,54 * 10−27, маємо 2а = 1,1 * 10−8 див, [pic] = 6,2 * 1015 с-1, W/e = 13 в. Ці величини такого ж порядку, як і лінійні розміри атома, оптичні частоти і ионизационные потенциалы.

Бор вказує, як і передісторія застосування теорії Планка до атомним системам: «На загальне значення теорії Планка до обговорення поведінки атомних систем вперше зазначив Ейнштейн. Міркування Ейнштейна, було потім розвинені і застосовані до різним явищам в особливості Штарком, Нернстом і Зоммерфельдом. Відповідність можна побачити частот і середніх розмірів атома і вирахуваних з урахуванням міркувань, наведених вище, було предметом численних обговорень ». З точки зору теорії Планка Дж. Нікольсон розглядав системи, які мають сили взаємодії між частинками назад пропорційні квадрату відстані з-поміж них. Проте його теорія неспроможна була пояснити відомі спектральні закономірності Ритца і Бальмера.

Бор виходить із двох наступних допущений:

1. Динамічний рівновагу системи в стаціонарних станах так можна трактувати з допомогою звичайній механіки, тоді як системи вже з стаціонарного стану до іншого не можна тлумачити з його основе.

2. Зазначений перехід супроводжується испусканием монохроматического випромінювання, котрій співвідношень між частотою і кількістю виділеної енергії саме таке, що дає теорія Планка.

Вважаючи в атомі водню заряд ядра рівним заряду електрона E = e, отримують вираз у загальне кількості енергії, испускаемой при освіті стаціонарного состояния:

Wr [pic].

При перехід з стану, відповідного [pic], до стану, відповідне [pic], випускається кількість энергии.

Wr2 — Wr1 = [pic],.

следовательно:

— 19 ;

[pic].

Якщо [pic] = 2 і варіювати [pic], то отримують серію Бальмера. Якщо [pic] = 3, отримують серію яку спостерігав в 1908 р. Ріллей в інфрачервоної області. Бор зазначає, що й [pic] = 1 і [pic] = 4, 5,…, то одержують у крайньої ультрафіолетової і відповідно крайньої інфрачервоної області серії, що ще ніким не наблюдались.

Шлях, яким йшов Бор до свого відкриттю він описав у спогадах про Резерфорді. «Мої листа до Резерфорду, написані восени 1912 р., присвячені який тривав зусиллям, з’ясувати роль кванта дії електронному будову атома Резерфорда, у тому числі проблему молекулярної зв’язку, і навіть питання випромінювання та магнітні ефекти. Однак питання стійкості, неминуче які під час таких розглядах, різко збільшували труднощі й змушували шукати більш надійну основу вирішення проблеми. Після багатьох спроб використовувати квантові ідеї на суворішої формі напровесні 1913 р. мені спало на думку, що ключем вирішення проблеми атомної стійкості, безпосередньо докладеним до атома Резерфорда, є навдивовижу прості закони, що визначають оптичний спектр елементів «.

Про це писали Л. Розенфельд і Еге. Рюдингер у статті «Роки переломало ». Вони відзначили, влітку і осінню 1912 р. Бор побудував кілька моделей атомів і молекул у тому основному стані. На початку лютого 1913 р. «він напав на слід третього і самої важливого члена головоломки, саме формули виведеної 28 років тому швейцарцем Бальмером. Коли Бору запитували, дивно чи, що нікому раніше й на думку не спадало, що формула Бальмера та інші родинні їй формули мали розкрити основні закономірності, він лише сказав: «Їх сприймали як і, як прекрасні візерунки на крилах метеликів, краса яких всіх зачаровує, але хто б підозрює, що вона допоможе розкрити основні біологічні закономірності «.

Бор багаторазово говорив, що тільки він побачив формулу Бальмера, їй усе відразу ж потрапляє зрозуміли. Ще 31 січня 1912 р. у листі до Резерфорду й у листі до Хевеши від 7 лютого 1913 р. Бор згадує, що не займається питанням обчислення частот, відповідних піднаглядним лініях в видимому спектрі. Проте невдовзі було зроблено фундаментальне відкриття. У разі, ми є свідками цілком неймовірного процесу творення: все придбані Бором знання, усі його думку про будову атомів, з розгадкою останнього ланки головоломки, миттєво постали перед його очима, і з такою наочністю відтворили картину цілого, що Бор менш як за месяц.

— 20 ;

зумів закінчити знамениту першу частину свого праці про будову атомів, основою якого належить відповідність до оптичними спектрами.

О 6-й березня 1913 р. Бор послав свою статтю разом із листом Резерфорду. У листі він наголосив важливість вирішення питання щодо походження лінії Пікерінга. Він намагався дізнатися, чи можна в лабораторії Резерфорда провести необхідні опыты.

20 березня 1913 р. Резерфорд у листі писав, що думки Бору щодо причин виникнення спектра водню дуже дотепні. Він їх добре продуманими, та їх поєднання із тим Планка створює великі труднощі. «Я — пише Резерфорд, — виявив серйозне складне становище у зв’язку з Вашої гіпотезою, воно ось у чому: як може знати електрон, з яким частотою він має коливатися, що він переходить вже з стаціонарного стану до іншого? «Це питання в подальшому стала об'єктом багатьох дискусій. З іншого боку, у своєму листі, Резерорд тричі підкреслив, робота Бору видається їй занадто довгому і що її треба скоротити. «Сподіваюся, що ви не будете нічого мати проти, якщо на власний розсуд сокращу то, що вважаю в Вашої статті зайвим. Будьте люб’язні відповісти ». Знаючи, як старанно обробляв свої статті Бор, легко його жах при думку про такому втручанні! Щоправда, отримавши листа, Бор відіслав Резерфорду ще кілька доповнення до своїй статті, але, почуттю небезпека настільки критичну ситуацію, вирішив відразу ж вирушити у Манчестер, щоб, як він висловився, «що найцікавіше «у Резерфорда. І це удалось.

У 1897 р. Э.Ч. Пікерінг знайшов у [pic]спектре зірки [pic] Корми серію, що він трактував як побічну серію водню. У 1898 р. Фаулер виявив жодну з ліній цієї серії в спектрі сонячної хромосфери. У 1912 р. Фаулер знайшов лінії Пікерінга в розрядної трубці, що містить суміш водню і гелію. Бор природним чином пояснив походження цих ліній, приписавши їх гелію. Відповідно до теорії Резерфорда, нейтральний атом гелію складається з позитивного ядра з зарядом 2е і двох електронів. Коли дивитися на іонізований гелій, у якому є зв’язок одного електрона з ядром, то [pic]принимает значение.

[pic]. pic].

Вважаючи [pic] =1 чи 2, отримують серії ліній в крайньому ультрафіолеті. якщо думати [pic] = 3 і варіювати [pic], то отримують серію, що включає дві серії, які спостерігалися Фаулером. Якщо [pic] = 4, то отримують серію, яку Пікерінг спостерігав в спектрі [pic] Кормы.

— 21 ;

Ще своєму листи-відповіді від 20 березня 1913 р. Резерфорд писав: «До речі, що дуже зацікавився Вашими припущеннями щодо спектрів Фаулера. Я розповів тут звідси Эвансу, який відказав, що його це запитання теж займає; вважаю цілком можливим, що спробує поставити кілька дослідів у цьому напрямі… «.

Досліди показали, що кожні другі лінія у серії Пікерінга ідентична одній з ліній серії Бальмера в спектрі водню. Що аналізований спектр не зафіксований у звичайних гелієвих трубках, Бор бачив можливості пояснити тим, що у цих трубках іонізація гелію не така велика як і [pic] Корми, чи дослідах Фаулера. Бор не обмежився розглядом спектрів водню і гелію. Він розглянув і питання про спектрах систем, містять більше електронів. Вочевидь, що для таких систем в линейчатых спектрах має існувати більш складні закономірності. У 1908 р. Рітц узагальнив теорію Ридберга. Він знайшов, що частота, відповідна лінії будь-якого елемента, може полягати формулой:

[pic],.

де: [pic] і [pic] - цілі числа,.

[pic] - функції вида.

[pic], [pic],.

де: K = [pic] - універсальна постоянная.

Очевидно, походження лінії в спектрах інші елементи подобно тому як це має місце у спектрах водню. Лінії відповідають тому випромінюванню, яке справді існує під час переходу системи вже з стаціонарного стану до іншого стаціонарне состояние.

Для многоэлектронных систем є багато різних конфигураций електронів, які треба враховувати як стаціонарні стану. Це має своїм наслідком існування різних груп серій У цих систем.

У першій частині своєї роботи Бор розглянув і питання про поглинанні випромінювання. Припущення механізмі поглинання випромінювання потрібні були такі, які відповідали б що використовуються при поясненні механізму випущення. Бор передбачає, що систему, що складається з ядра і обертового навколо неї електрона, при певних умов поглинає из;

— 22 ;

лучение, частота якого відповідає частоті монохроматического випромінювання, испускаемого під час переходу атома між двома стаціонарними состояниями.

Якщо проаналізувати випущення випромінювання переході системи між двома стаціонарними станами А1 і А2, яким відповідають числа [pic][pic] і [pic], де [pic] > [pic], аналогічна тій, як необхідним умовою випущення аналізованого випромінювання є системи може А1, необхідною умовою поглинання випромінювання є системи може А2 .Бор вважає, що досліди з рентгенівськими променями дозволяють думати, що у основі класичної електродинаміки не можна розглядати співудару електронів, з яких, один пов’язаний в атомі. Він аналізує розрахунки енергії [pic]- частинок, опубліковані Резерфордом. «Ці розрахунки, — пише Бор, — наводять на думку, що це висновок відрізняється від результатів, які виходять, якщо розглядати зіткнення з урахуванням звичайних законів механіки ». Бор вважає, що той, що класична механіка це не дає правильної відповіді питанням про характер зіткнення, можна було очікувати, оскільки закон рівномірного розподілу кінетичній енергії не застосуємо під час розгляду взаємодії між вільними електронами і пов’язаними в атоме.

У своїй роботі Бор допускає, що у системах, де ядро пов’язує кілька електронів, переважно стані конфігурація електронів така, що вони містяться у кільці навколо ядра. У другій частині Бор передбачає, що електрони розташовані на півметровій рівних кутових інтервалах в коаксіальних кільцях, які обертаються навколо ядра. Для визначення частоти і збільшення розмірів кільця Бор вдається до гіпотезі, що здебільшого стані атома момент імпульсу кожного електрона щодо центру своєї орбіти дорівнює 2[pic]. Бор тоді вважав, що мешканці однієї й тієї кругової орбіті можуть рухатися, на рівних друг від друга відстанях, кілька електронів. Передбачалося, що це кільця перебувають у площині. Чи розглядалося питання про розподіл електронів різноманітні кільцям. Бор припустив, що у атомі гелію два електрона рухаються по однієї орбіті, цьому вони постійно залишаються на протилежних кінцях діаметра орбіти. Що стосується атома літію він припустив, що дві атома рухаються за однією орбіті, а третій — орбітою має більший радіус. У другий орбіті в атомах берилію, бору та вуглецю рухаються два, три, відповідно у вуглецю — чотири равностоящих друг від друга электрона.

Коли орбіті симетрично розташовані кілька електронів, то кожен з них крім тяжіння до ядру діють відразливі сили із боку інших електронів. Якщо проаналізувати кільце, яка полягає з n-электронов, що обертаються довкола ядра і розташованих однакові угловых.

— 23 ;

інтервалах навкруг, то сумарна потенційна енергія системи, що стоїть з електронів і ядра,.

Р = [pic] ,.

где:

[pic]cosec[pic].

де: E — заряд ядра, a — радіус окружності, n — число электронов.

Надалі Бор відмовився від ставлення до кільцях. Вважали, що електрони рухаються по эллиптическим орбітам, а, по одному й інші ж еліпсу неспроможна відбуватися стійке рух більш як одного електрона. З іншого боку, довелося залишити уявлення у тому, що орбіти всіх електронів перебувають у площині. У подальшому будувалися моделі орбіт, розміщених у різних площинах. Ідея про «електронних кільцях «замінили ідеєю про «електронних шарах » .

У заключних зауваженнях до всієї роботі Бор не розглядає питання кільцях. Він зазначає, що мета роботи була «розвинути теорію будівлі атомів і молекул виходячи з поданні, запроваджених Планком до розрахунку випромінювання чорного тіла, і теорії будову атома, запропонованої Резерфордом до пояснень розсіювання [pic]- частинок речовиною. «.

Він вказує, що вібратор Планка грунтується на припущенні про квазиупругих сил і несумісний із теорією Резерфорда, за якою сили, які у атомної системі між частинками, назад пропорційні квадрату відстані з-поміж них. Поєднати результати Планка з теорією Резерфорда можна тільки основі атомистических припущень про випущенні і поглинанні излучения.

Бор висуває п’ять предположений:

1) Випущення чи поглинання енергії відбувається безупинно, але тільки під час переходу системи вже з стаціонарного стану в другое.

2) У стаціонарних станах динамічну рівновагу системи визначається звичайними законами механіки. Для переходу системи з одного стаціонарного стану до іншого закони звичайній механіки недействительны.

3) При переході системи вже з стаціонарного стану в інше випромінювання монохроматично і має місце співвідношення [pic].

— 24 ;

4) Різні стаціонарні стану простий системи, яка перебуває з обертового навколо позитивного ядра електрона, визначаються з умови, причетне між загальної енергією, випущеної при освіті даної конфігурації, і кількістю оборотів електронів є цілим кратним h/2. Припущення у тому, що орбіта електрона кругова, рівнозначна вимозі, щоб момент імпульсу обертового навколо ядра електрона було б цілим кратним h/2[pic].

5) «Основне «стан будь-якої атомної системи, тобто. стан, у якому излученная енергія максимальна, визначається з умови, щоб момент імпульсу кожного електрона щодо центру його орбіти дорівнював h: 2[pic].

Істотне значення у розвитку теорії Бору мали досліди Джеймса Франка і Густава Герца. У посудині, заповненому парами ртуті, при тиску 1 мм рт. ст. поміщаються накаливаемый катод, сітка і анод. Між катодом і сіткою прикладається різницю потенціалів, прискорювальна електрони. Між сіткою і анодом створюється невеличка різницю потенціалів, прискорювальна електрони. Між сіткою і анодом створюється невеличка різницю потенціалів, гальмуюча рух електронів. Струм на аноді реєструється гальванометром. Різниця потенціалів між сіткою і анодом зберігається незмінною. При малому потенціалі сітки швидкості електронів невеликі. Електрони відчувають пружні зіткнення. Маса атома перевищує масу електрона в тисячі разів, і за пружному зіткненні електронів з атомами кінетична енергія електронів залишається незмінною і тільки змінюється собі напрямок руху електрона. Пружні зіткнення ускладнюють потрапляння електронів на анод, але з можуть бути причиною відсутності анодного струму. При зростанні потенціалу сітки струм на аноді зростає, і це відбувається до того часу, поки електрони, ускоряемые полем, не набудуть певні енергії, і співудару електронів з атомами стануть неупругими. У цьому електрони втрачають свою енергію, передаючи її, атомам ртуті. Струм на аноді різко падає. При подальшому зростанні ускоряющего потенціалу анодный струм знову збільшується. Потім знову спостерігається різке зменшення анодного тока.

Френк і Герц спостерігали спектри випущення парів за її бомбардуванню електронами. Було виявлено, що тільки енергія електронів сягає 4,9 ев, з’являється велика можливість втратити при зіткненні з атомом. Через війну співудару атом випускає випромінювання. Це випромінювання складається з ультрафіолетової лінії із довжиною хвилі 2536 А. При множенні частоти лінії на постійну Планка, отримують величину 4,9 эв.

У 1915 р. у роботі «Про квантової теорії випромінювання та структурі атома «Бор писав про дослідах Франка і Герца: «Ці експерименти ясно показують, що електрон не втрачає енергію у зіткненні з атомом ртуті, якщо його енергія менше певної величини, відповідної 4,9 ев, але тільки енергія сягає цієї величини, електрон з високою імовірністю може потерять.

— 25 ;

все своє енергію при зіткненні з атомом. Далі засвідчили, що у результаті такої співудару атом випускає випромінювання, яка полягає лише з ультрафіолетової лінії ртуті, із довжиною хвилі 2536 А … «Френк і Герц припустили, що 4,9 ев відповідають енергії, яка потрібна на видалення електрона з атома ртуті. Бор ж вважали, що й експерименти можна трактувати отже напруга відповідає переходові атома з основного стану до іншого стаціонарне стан нейтрального атома.

З погляду теорії Бору, треба було б очікувати, що, енергія необхідна видалення електрона з атома ртуті, повинна збігатися з межею серії Пашена 1850, 1403, 1269 А. Розрахунок призводить до потенціалу іонізації 10,5 в замість 4,9 в. Бор писав, що коли його міркування вірні, то виміру Франка і Герца підтверджують його теорію. Якщо ж потенціал іонізації ртуті такий, як їх планують Френк і Герц, то виникають труднощі при поясненні постійної Ридберга. Надалі досліди Девіса і Готьє показали, що що простежувалася в дослідах Франка і Герца іонізація викликана впливом фотоелектричного ефекту, порушуваного при висвітленні металевих частин світлом, випромінюваних при поверненні атомів ртуті в нормальне состояние.

У 1961 р. у своїх спогадах про Резерфорді, Бор згадував про складній ситуації, яка створилася у зв’язку з дослідами Франка і Герца. З одного боку, ці досліди представляли «найяскравіше доказ скачкообразности енергетичних переходів в атомних процесах », і з інший, енергія іонізації виявилася вдвічі нижча, ніж було очікувати виходячи з пояснення спектрів ртуті. Усі вирішилося в 1918 р. після дослідів Девіса і Готье.

Робота Бору «Про будову атомів і молекул «стала відома серед фізиків. Дуже сприятливо сказав про теорії атома Бору Ейнштейн, включився у її розвиток Зомерфельд, визнали її безумовну цінність Лоренц, Планк, Резерфорд, Джинс.

Коротка хроніка подій, пов’язаних з її розвитком такова.

1913 р., липень, — опублікована перша частина статті «Про будову атомів і молекул » .

Вересень — опублікована друга частина статті; опубліковані результати дослідів Еванса, підтвердив висновок Бору про належність серії Пікерінга ионизированному гелію; обговорена теорія Бору про приналежності серії Пікерінга ионизированному гелію; обговорена теорія Бору зборах Британської асоціації розвитку науки (доповідь Джинсу); дискусія з Фаулером про походження серії Пикеринга.

Жовтень — відкриття ефекту Штарка.

У листопаді - стаття Варбура, що розглянув ефекти Штарка і Зеємана з точи зору теорії Бору; опублікована третина статті Бора.

Грудень — стаття Мозли про спектрі рентгенівського випромінювання, підтвердила висновки Бору; доповідь Бору на засіданні Фізичного суспільства на Копенга;

— 26 ;

гені; огляд з теорії Бору зроблений К. Ф. Нестурхом російською; лист Резерфорда в «Nature «з посиланнями теорію Бора.

Надалі тривало активний розвиток теорії атома Бору, її основі була пояснена періодична система елементів Д.І. Менделєєва, висування Бором принципу відповідності, та інші праці, які у остаточному підсумку призвели до абсолютно новій фізики — квантової механики.

— 27 ;

5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

У гострий для фізики період, коли було накопичено колосальний експериментальний матеріал, ж було принципово новий підхід для створення фізичної картини атомних процесів. Важлива заслуга Бору у тому, що знайшла такий. Він орієнтував фізиків на дослідження суперечливих сторін фізичної реальності мікросвіту. Теорія Бору дозволила пояснити низку складних питань будівлі атома і фактів, чого була на змозі класична фізика. За створення квантової теорії планетарного атома Бор в 1922 року був визнаний гідним Нобелівської премии.

Робота із вшанування Нільса Бору названо, відкритий 18 лютого 1970 року у Об'єднаному інституті ядерних досліджень, у Дубні, 105-ї елемент періодичної системи елементів — нильсборий (Ns).

Свого часу П.Л. Капіца писав про Боре: «В у світовій науці в наші дні був людини з такою впливом на природознавство, як Бор. З усіх теоретичних стежок стежка Бору була найбільш значної. «.

У статті, «Слово про Нільса Боре », Лев Давидович Ландау каже: «Гадаю, що Бор було дуже сміливим людиною, бо лише дуже сміливий людина може скоїти такий гігантський переворот у світі фізичних уявлень, який зробив він… (Задумайтеся хвилини: що треба зробити фізику в XX в., щоб у шкільний підручник!). «.

По образним висловом В.Л. Гінзбурга про Нільса Боре: " … великий фізик запалив маяк, котрі довгі роки висвітлював дорогу фізикам усього світу. Цей вогонь буде джерелом світла, і тепла як для нашого, але й майбутніх поколінь. «.

— 28 ;

1. Гернек Ф. Піонери атомного століття. Великі дослідники від Максвелла до Гейзенберга. — М.: «Прогрес », 1974.

2. Данин Д. Нільс Бор. — М.: «Молода гвардія », 1978.

3. Капіца П. Л. Пам’яті Нільса Бору. — Природа, 1963, #1, з. 67.

4. Клайн Б. У пошуках. Фізики і квантова теорія. — М.: «Атомиздат, «1971.

5. Кляус Є. М., Франкфурт У. І., Френк А. М. Нільс Бор. — М.: «Наука », 1977.

6. Ландау Л. Д. Слово про Нільса Боре. — «Комсомольська щоправда », 1965, 6 октября.

7. Мур Р. Нільс Бор — чоловік і учений. — М.: «Світ », 1969.

8. Нільс Бор. Життя невпинно й творчість. (Збірник статей). — М.: «Наука », 1967.

9. Франкфурт У. І. Френк А. М. Біля джерел квантової теорії. — М.: «Наука », 1975.

10. Храмів Ю. А. Фізики. Біографічний довідник. — Київ.: «Наукова думка », 1977.

НИЖНЬОТАГІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ ИНСТИТУТ.

КАФЕДРА ФИЗИКИ.

РЕФЕРАТ.

«ІСТОРІЯ СТВОРЕННЯ ТЕОРИИ АТОМА БОРА».

Виконала: Жигунова Є. У. грн. 31;

Ф.

Керівник: Фискинд Е.Э.