Иконка тегов Теги

Иконка подбоорок Темы


Дата публикации: 07.02.2018; Автор: Евгений; Категория: Новости науки и техники; Теги: Электрон, атом, физика;

Электроны не вращаются вокруг ядра атома

Аккуратные орбиты — это ядерная модель атома, предложенная английским ученым Эрнестом Резерфордом в 1911 году, где электроны вращаются подобно планетам, вокруг солнца. Но знаете ли вы, что физики уже давно доказали, что это невозможно и в реальности всё иначе? Хотя на самом деле тут всё сложнее, чем кажется. Давайте начнём разбираться по порядку...

Электроны не вращаются вокруг ядра атома

Аккуратные орбиты — это ядерная модель атома, предложенная английским ученым Эрнестом Резерфордом в 1911 году. После физики доказали, что она невозможна. По современным представлениям, электроны в атоме приближенно рассматривают как «размазанные» в пространстве. Они образуют вокруг ядра электронное облако.

Орбитали электроновДля электрона невозможно рассчитать траекторию, можно говорить только о шансах того, что он будет находиться в том или ином месте вокруг ядра. Поэтому говорят не об орбитах электрона, а об орбиталях. Так называют пространство вокруг ядра, где вероятность нахождения электрона превышает 95%.

В современных школах проходят и модель Резерфорда с орбитами, и современную модель с орбиталями. Правда, вторая, как более новая, помнится не всем. И на случай, если вы такового не помните — на картинке левее показана схема, как примерно можно себе это представить.

Говорят, что, изобретя эту модель, Резерфорд воскликнул: «Теперь я знаю, как выглядит атом!» Однако вскоре, вслед за воодушевлением, Резерфорд осознал и другое. Вращаясь вокруг ядра, электрон создает вокруг себя переменные электрическое и магнитное поля. Эти поля распространяются со скоростью света в виде электромагнитной волны. А такая волна несет с собой энергию! Получается, что, вращаясь вокруг ядра, электрон будет непрерывно терять энергию и в течение миллиардных долей секунды упадет на ядро.

Разрешить противоречие Резерфорд поручил своему сотруднику, молодому теоретику Нильсу Бору. Поработав два года, Бор нашел частичное решение. Он постулировал, что среди всевозможных орбит электрона существуют такие, на которых электрон может находиться в течение долгого времени не излучая. Электрон может переходить с одной стационарной орбиты на другую, при этом поглощая или излучая квант электромагнитного поля с энергией, равной разности энергий двух орбит. Пользуясь начальными принципами квантовой физики, которые уже были открыты к тому времени, Бор сумел вычислить параметры стационарных орбит и, соответственно, энергии квантов излучения, соответствующих переходам. Эти энергии к тому моменту были измерены с помощью методов спектроскопии, и теоретические предсказания Бора почти идеально совпали с результатами этих измерений!

Несмотря на этот триумфальный результат, теория Бора едва ли вносила ясность в вопрос физики атома, ведь она была полуэмпирической: постулируя наличие стационарных орбит, она никак не объясняла их физическую природу. Глубинное разъяснение вопроса потребовало еще не менее двух десятков лет, в течение которых была разработана квантовая механика как систематическая, цельная физическая теория.

Понравилась публикация?

Мне нравится!
Мне не нравится

Поделитесь с друзьями

Логотип
Иконка загрузки
историясссрНовости науки и техникитеории заговораинтернет мифы