Структура атома

С точки зрения классических законов физики непонятна устойчивость атома и линейчатый характер атомных спектров.К началу XX века опыты показали, что электроны представляют собой отрицательно заряженные частицы, являющиеся составной частью атома. Электрический ток является ни чем иным,как упорядоченным движением электронов вдоль металлического провода, и в этом смысле электрон есть квант электричества.

Рис 28. Модель атома Резерфорда

Исходя из этого, Э. Резерфорд предложил в 1910 г планетарную модель атома, в которой отрицательно заряженные электроны вращаются как планеты вокруг центрального положительно заряженного ядра, притягивающего их подобно Солнцу (напомним,что заряды одинаковых знаков отталкиваются, а противоположных-притягиваются). Такая аналогия между атомом и Солнечной системой сразу же захватила воображение людей. Она действительно позволяет очень наглядно представить атом и объяснить некоторые его свойства, например, различия в энергии электронов.

Рис 29. Траектория, по которой

двигался бы электрон по

законам классической физики

Однако пользоваться данной аналогией можно только до определенного предела. Основной ее недостаток следует из природы электрических зарядов: если на заряд действует магнитное поле или силы притяжения какого_нибудь атомного ядра, то заряд не может двигаться равномерно и прямолинейно. Его траектория будет искривлена, а из теории Максвелла следует, что такой заряд при движении должен испускать электромагнитные волны, теряя при этом часть своей энергии.

Таким образом, из законов классической физики неизбежно следовал вывод, что, двигаясь ускоренно по определенным орбитам, электрон, излучающий энергию в виде электромагнитных волн, со временем должен терять скорость и, в конце концов,упасть на ядро (что положило бы конец существованию атома).

Согласно теоретическим расчетам, атомы бы прекратили свое существование примерно за наносекунду, что, конечно же, противоречит долговременной стабильности атома в действительности. Кроме того, совокупность таких атомов должна была бы давать сплошной спектр излучения, а не линейчатый,

наблюдаемый на опыте.