|
Прекрасное сочетание боровской теории атома водорода с экспериментом служило веским аргументом в пользу ее справедливости. Однако попытки применить эту теорию к более сложным атомам не увенчались успехом. Бор не смог дать физическую интерпретацию правилу квантования. Это было сделано десятилетием позже Луи де Бройлем на основе представлений о волновых свойствах частиц. Де Бройль предложил, что каждая орбита в атоме водорода соответствует волне, распространяющейся по окружности вокруг ядра атома. Стационарная орбита возникает в том случае, когда волна непрерывно повторяет себя после каждого оборота вокруг ядра. Другими словами, стационарная орбита соответствует круговой стоячей волне де Бройля на этой орбите. Это явление очень похоже на стационарную картину стоячих волн в струне с закрепленными концами.
|
Рис. 1. Иллюстрация идеи де Бройля возникновения стоячих волн на стационарной орбите для случая n = 4
|
Успехи теории Бора в объяснении спектральных закономерностей в изучении атома водорода были поразительны. Стало ясно, что атомы — это квантовые системы. Энергетические уровни стационарных состояний атомов дискретны. Представление о дискретных состояниях противоречит классической физике. Поэтому возник вопрос, не опровергает ли квантовая теория законы классической физики. Квантовая физика не отменила фундаментальных классических законов сохранения энергии, импульса, электрического разряда и т. д.
Согласно сформулированному Н. Бором принципу соответствия, квантовая физика включает в себя законы классической физики, и при определенных условиях можно обнаружить плавный переход от квантовых представлений к классическим. Это можно видеть на примере энергетического спектра атома водорода. При больших квантовых числах
дискретные уровни постепенно сближаются, и возникает плавный переход в область непрерывного спектра, характерного для классической физики.
Половинчатая, полуклассическая теория Бора явилась важным этапом в развитии квантовых представлений, введение которых требовало кардинальной перестройки механики и электродинамики. Такая перестройка была осуществлена в 20—30-е годы XX века.
|
|