§ 43. Противоречия планетарной модели атома. Постулаты Бора (окончание)

Границы применимости модели атома Резерфорда— Бора

4. Следует отметить, что модель атома Резерфорда—Бора достаточно хорошо описывает атом водорода. При расчёте же энергии стационарных состояний атомов, имеющих несколько электронов, модель Бора уже является непригодной, поскольку она не учитывает взаимодействие электронов между собой. Поэтому относительно атома гелия и атомов других элементов теория Бора позволяет делать лишь качественные выводы.

Невозможность применить теорию Бора к расчётам энергии сложных атомов связана с тем, что эта теория соединяет в себе классические и квантовые представления. С одной стороны, в её основе лежат квантовые постулаты, с другой стороны, при расчёте радиуса стационарной орбиты электрона она использует законы классической физики. Непонятно было также, что лежит в основе квантовых переходов электрона с орбиты на орбиту. Резерфорд, прочитав работу Бора, писал: «Ваши взгляды на механизм рождения водородного спектра очень остроумны и кажутся отлично разработанными. Однако сочетание идей Планка со старой механикой делают весьма затруднительным понимание того, что же лежит в основе такого механизма».

Таким образом, модель атома Бора так же, как и модель атома Резерфорда, имеет границы применимости. Более точная модель атома описывается законами квантовой механики.

Развитие представлений о строении атома, ярко свидетельствует, во-первых, о том, как по мере накопления экспериментальных данных уточнялась модель атома, и, во-вторых, о тесной взаимосвязи теории и эксперимента. При этом в одних случаях эксперимент предшествовал построению модели атома (атом Резерфорда), в других случаях он подтверждал справедливость построенной модели (опыты Франка и Герца).

Вопросы для самопроверки

1. В чём состояли противоречия планетарной модели атома и законов классической физики?

2. Сформулируйте постулаты Бора.

3. Докажите, что квантовые постулаты Бора противоречат классической механике и электродинамике. Почему они были сформулированы в виде постулатов?

4. Объясните, используя постулаты Бора, устойчивость атома.

5. Как определить частоту излучения атома при переходе из одного стационарного состояния в другое?

6. Опишите эксперимент Франка и Герца.

Вопросы для дискуссии

1. Почему постулаты Бора называют постулатами, а не законами?

2. Почему существует три модели атома: Томсона, Резерфорда и Резерфорда—Бора?

<<< К началу