Нильс Бор.Часть вторая
Знаменитый английский физик любезно принял молодого стажера из Дании. Он предложил Бору заняться положительными лучами, и тот принялся за сборку экспериментальной установки. Установка вскоре была собрана, но дело дальше не пошло. И Нильс решает оставить данную работу и заняться подготовкой к изданию своей докторской диссертации. Однако Томсон не спешил прочитать диссертацию Бора. Не только потому, что вообще не любил читать и был страшно занят. Но и потому, что, будучи ревностным приверженцем классической физики, почувствовал в молодом Боре «инакомыслящего». Докторская диссертация Бора так и осталась ненапечатанной. Трудно сказать, чем бы все это кончилось для Бора и какой оказалась бы его дальнейшая судьба, не будь рядом молодого, но уже ставшего лауреатом Нобелевской премии профессора Эрнеста Резерфорда, которого Бор увидел впервые в октябре 1911 г. на ежегодном Кавендишском обеде. «Хотя в этот раз мне не удалось познакомиться с Резерфордом, на меня произвели глубокое впечатление его обаяние и энергия — качества, с помощью которых ему удавалось достичь почти невероятных вещей, где бы он ни работал», — вспоминал Бор. Он принимает решение работать вместе с этим удивительным человеком, обладающим почти сверхъестественной способностью безошибочно проникать в суть научных проблем. В ноябре 1911 г. Бор побывал в Манчестере, встретился с Ре-зерфордом, побеседовал с ним. Резерфорд согласился принять Бора в свою лабораторию, но вопрос необходимо было отрегулировать с Томсоном. Томсон без колебаний дал свое согласие. Он не мог понять физических воззрений Бора, но, видимо, и не хотел ему мешать. Это было, несомненно, мудро и дальновидно со стороны знаменитого «классика». В апреле 1912 г. Н. Бор приехал в Манчестер, в лабораторию Резерфорда. Свою главную задачу он видел в разрешении противоречий планетарной модели атома Резерфорда. Своими мыслями он охотно делился с учителем, который советовал ему более осторожно производить теоретическое построение на таком фундаменте, каким он считал свою атомную модель. Близилось время отъезда, а Бор работал все с большим энтузиазмом. Он понял, что разрешить противоречия атомной модели Резер-форда в рамках чисто классической физики не удастся. И он решил применить к планетарной модели атома квантовые представления Планка и Эйнштейна. Первая часть работы вместе с письмом, в котором Бор спрашивал Резер-
форда, как ему удалось одновременно использовать классическую механику и квантовую теорию излучения, была отправлена в Манчестер 6 марта с просьбой ее опубликования в журнале. Суть теории Бора была выражена в трех постулатах:
1. Существуют некоторые стационарные состояния атома, находясь в которых он не излучает и не поглощает энергии. Этим стационарным состояниям соответствуют вполне определенные (стационарные) орбиты.
2. Орбита является стационарной, если момент количества движения электрона (L=m v г) кратен Ь/2?= h. т. е. L=m v г = n h, где n=1. 2, 3, ... — целые числа.
3. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается один квант энергии hvnm==Wn—Wm, где Wn, Wm — энергия атома в двух стационарных состояниях, h — постоянная Планка, vnm — частота излучения. При Wп>Wт происходит излучение кванта, при Wn
В своем ответном письме Бору по поводу полученной работы Резерфорд писал: «Ваши мысли относительно причин возникновения спектра водорода очень остроумны и представляются хорошо продуманными, однако сочетание идей Планка со старой механикой создает значительные трудности для понимания того, что же все-таки является основой такого рассмотрения. Я обнаружил серьезное затруднение в связи с Вашей гипотезой, в котором Вы без сомнения, полностью отдаете себе отчет; оно состоит в следующем: как может знать электрон, с какой частотой он должен колебаться, когда он переходит с одного стационарного состояния в другое. Мне кажется, что Вы вынуждены предположить, что электрон знает заблаговременно, где он собирается остановиться». Статья имела большой объем, и Резер-форд просил ее сократить, И Бор поехал в Манчестер, чтобы на месте решить этот вопрос. Статья была напечатана в мае 1913 г., а Резерфорд долго потом вспоминал эту «забавную баталию, как деликатный датчанин методически теснил его в угол». Бор же продолжал дальше развивать свои идеи: в июне 1913 г. вышла вторая часть работы, в ноябре — третья. Это был переворот, пусть пока не окончательный, во взглядах физиков на атом. Его дальнейшим углублением явилась квантовая механика. И конечно, теория Бора вызвала яростные дискуссии. Первая публичная дискуссия по теории Бора с участием многих видных физиков состоялась в сентябре 1913 г. Д. Джине, выступая на заседании, сказал: «Доктор Бор пришел к чрезвычайно остроумному, оригинальному и, можно сказать, убедительному толкованию законов спектральных линий... Сегодня единственным важным подтверждением правильности этих предположений является тот факт, что они действуют на практике».
|
