ГЛАВА 36. АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА

1. В атоме существуют стационарные орбиты (стационарные состояния), находясь на которых электрон не излучает электромагнитную волну. Энергии стационарных орбит пробегают ряд «дозволенных» значений E₁, E₂, E₃, … Динамика электрона на стационарной орбите определяется уравнениями классической теории. Любое изменение энергии атома связано с переходом электрона с одной стационарной орбиты на другую. Поэтому энергия атома не может меняться непрерывно, а изменяется определенными порциями — квантами¹.

2. При переходе с одной стационарной орбиты на другую электрон излучает или поглощает свет с частотой

где ΔE — разность энергий электрона на соответствующих стационарных орбитах; h — постоянная Планка. При испускании атом переходит из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией, при поглощении — наоборот. Очевидным следствием этого постулата является линейчатый спектр атома: из-за дискретности изменений энергии атома возможно излучение только определенного набора световых волн. Кроме того, следствием приведенных постулатов является невозможность исследовать сам процесс перехода: о пути и энергии электрона между стационарными орбитами говорить не имеет смысла, поскольку законы механики там не применимы.

3. Круговые стационарные орбиты определяются следующим правилом (которое называется условием квантования)

где m — масса электрона; ν — скорость электрона на стационарной орбите; r — ее радиус; h — постоянная Планка, n = 1, 2, 3, ... — целое число, которое, фактически, нумерует разрешенные электронные орбиты. Число n принято называть главным квантовым числом.

¹ Латинское слово quantum — порция, дало название всей физике микромира — квантовая физика. В этой физике целый ряд физических величин изменяются не непрерывно, а некоторыми порциями — квантами.