Play Video
17. Ատոմի մոլորակային մոդել. Ռեզերֆորդից մինչև Բոր․ Ֆիզիկա | Հայկ Սարգսյան

1908-1911 թվականներին իրականացված փորձերի արդյունքում Էռնեստ Ռեզերֆորդը հերքում է իր ուսուցչի՝ Ջոզեֆ Թոմսոնի կողմից առաջադրված ատոմի պուդինգային մոդելը և ձևակերպում իր մոլորակային մոդելը՝ արեգակնային համակարգին համարժեք ատոմական մոդելը։ Ըստ դրա՝ ատոմի մեջտեղում գտնվում է ծանր դրականապես լիցքավորված մասնիկ՝ միջուկը, որի շուրջ «պտտվում» են էլեկտրոնները։ Սակայն դասական ֆիզիկան ցույց է տալիս, որ եթե պտտվում են լիցքավորված մասնիկներ, ապա նրանք պետք է ճառագայթեն՝ արդյունքում կորցնելով էներգիան և ընկնելով միջուկի վրա։ Շատ կարևոր մի հակասություն էր առաջանում՝ այդ համակարգերն անկայուն են, բայց ատոմի կազմաքանդում տեղի չի ունենում։

Դանիացի ֆիզիկոս Նիլս Բորն այցելում է Ռեզերֆորդի լաբորատորիան և հետաքրքրվում ատոմի մոլորակային մոդելով։ Նա հասկանում է, որ պետք է անդրադառնալ Մաքս Պլանկի գաղափարին, ըստ որի՝ ճառագայթումը տեղի է ունենում ընդհատ կերպով։ Բորը, ելնելով Պլանկի գաղափարներից, դուրս է բերում չափազանց կարևոր մի առնչություն՝ Բորի քվանտացման պայմանները, որն օգտագործում է ջրածնի ատոմը նկարագրելու համար։ Դիտարկելով բացասական լիվքավորված մեկ էլեկտրոնի պտույտը դրական լիցքավորված միջուկի շուրջ՝ նա ստանում է ջրածնի ատոմի էներգիայի բացարձակ ճիշտ արտահայտություն և կարողանում է ամբողջությամբ բացատրել այն բոլոր առանձնահատկությունները, որոնք ստացված էին փորձերի միջոցով ջրածնանման ատոմի ճառագայթման սպեկտրի համար։

Բորի տեսությունը հիմնվում է 3 կարևոր սկզբունքի վրա՝

  • Պտտվելով որոշակի հետագծերով՝ էլեկտրոնները չեն ճառագայթում
  • Այն դեպքում, երբ էլեկտրոնները գտնվում են ավելի բարձր մակարդակի վրա և անցում են կատարում ավելի ցածր մակարդակի, նրանք ճառագայթում են։ Եվ հակառակը՝ եթե նրանք էներգիա են ստանում, ապա պետք է կլանեն ֆոտոն և անցնեն ավելի բարձր մակարդակի։ Ընդ որում՝ որոշ մակարդակներ էլեկտրոնների անցումն արգելված է։
  • Շարժվելով այդ մակարդակների վրա՝ էլեկտրոնի իմպուլսի մոմենտը քվանտացվում է և պայմանավորվում է մագնիսական քվանտային թվով, որը Պլանկի հաստատունի պատիկ է։

Բորը, ելնելով իր կանխադրույթներից, ամբողջությամբ կառուցում է ջրածնի ատոմի մոդելը։ Թվում էր, թե լուծումը գտնված է և ատոմային ֆիզիկային մեծ հաջողություն է սպասվում, սակայն մի շարք դժվարություններ են առաջանում։ Մասնավորապես՝ բավական էր դիտարկել երկէլեկտրոնային համակարգ, օրինակ՝ Մենդելեևի աղյուսակի ամենապարզ հաջորդ տարրի՝ հելիումի ատոմը, և ոչ մի կերպ հնարավոր չէր լինում ստանալ փորձին քիչ թե շատ մոտ տեսական արդյունք։

Բացի այդ, Բորի տեսությունը մի կողմից կրում էր դասական բնույթ, որովհետև գոյություն ունեին արագություններ, ուժեր, հետագծեր, որոնք օգտագործվում են դասական տեսության շրջանակներում, մյուս կողմից առաջանում էին ինչ-որ պայմաններ, ներմուծվում էր Պլանկի հաստատունը, անհասկանալի էր անցումների սկզբունքը՝ ինչպես է էլեկտրոնը հասկանում, թե որ ֆոտոնը պետք է կլանի և անցնի ավելի բարձր մակարդակի, որը՝ ոչ։ Հասկանալի էր, որ սա կիսադասական, կիսաքվանտային տեսություն էր, ընդ որում՝ մի շատ ավելի լուրջ և մեծ տեսության մասնավոր դեպք։ Զարմանալիորեն, նոր տեսության ստեղծման ուղղությամբ առաջին քայլն իրականացնում է կրթությամբ ոչ ֆիզիկոս, ֆրանսիացի գիտնական Լուի դը Բրոյլը՝ առաջարկելով էլեկտրոնների երկակի բնույթի գաղափարը։

Դիտեք նաև՝

Search