Страница 46 из 190
Как будет видно далее, это как раз то, что следовало ожидать согласно изложенному в § 4.
При выходе из ядра β-лучи могут сталкиваться со связанными электронами во внутренних кольцах. Это приведёт к испусканию характеристического излучения того же типа, что и характеристическое рентгеновское излучение, испускаемое элементами с более низкими атомными весами под действием катодных лучей. Предположение, что γ-излучение вызвано соударениями β-лучей со связанными электронами, было предложено Резерфордом 1 для объяснения большого числа групп моноэнергетических β-лучей, выбрасываемых определёнными радиоактивными веществами.
1 Е. Rutherford. Phil. Mag., 1912, 24, 453, 893.
В настоящей работе была сделана попытка показать, что применение планковской теории излучения к атомной модели Резерфорда путём введения гипотезы об универсальном постоянстве момента импульса связанных электронов ведёт к результатам, которые кажутся согласующимися с опытами.
В последующей части работы эта теория будет применена к системам, содержащим два и больше ядер.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
СИСТЕМЫ С НЕСКОЛЬКИМИ ЯДРАМИ
§ 1. Введение
Согласно теории строения атома Резерфорда, различие между атомом элемента и молекулой химического соединения заключается в том, что первый состоит из электронного роя, окружающего единственное ядро, обладающее крайне малыми размерами и большой по сравнению с электронами массой, тогда как последняя содержит по крайней мере два ядра, разделённых расстоянием, сравнимым с расстояниями между электронами окружающего роя.
Руководящая идея предыдущих частей работы состояла в том, что атомы образуются постепенным связыванием ядром некоторого числа электронов, первоначально почти покоящихся. Но такое представление неприменимо при рассмотрении системы, состоящей из более чем одного ядра, поскольку в последнем случае нет ничего, что могло бы удержать ядра вместе во время связывания электронов. При этом нужно заметить, что если единственное положительно заряженное ядро в состоянии связать небольшое число электронов, то, напротив, два ядра с большим зарядом не могут удерживаться вместе парой электронов. Следовательно, мы должны предположить, что конфигурации с несколькими ядрами образуются при встрече систем (каждая из которых содержит одно ядро), ранее уже связавших некоторое число электронов.
В § 2 рассматривается строение и устойчивость уже связанных систем. Мы будем рассматривать только простейший случай, когда система состоит из двух ядер и одного кольца электронов, вращающихся вокруг прямой, соединяющей ядра. Результат расчёта даст, правда, указания на то, какие конфигурации следует ожидать в сложных случаях. Как и в предыдущих частях работы, мы предположим, что условия равновесия можно получить с помощью обычной механики. Но при определении абсолютных размеров и устойчивости системы мы воспользуемся основной гипотезой, установленной в части I. Согласно этой гипотезе, момент импульса каждого электрона относительно центра своей орбиты имеет универсальное значение ℎ/2π, где ℎ — постоянная Планка. Кроме того, принимается условие устойчивости: общая энергия системы при заданной конфигурации меньше, чем при любой другой близкой конфигурации, удовлетворяющей тому же условию для момента импульса электронов.
В § 3 обсуждается ожидаемая конфигурация молекул водорода.
В § 4 рассматриваются способы образования системы. Будет предложен простой способ, дающий возможность проследить шаг за шагом соединение двух атомов при образовании молекулы. Будет показано, что получаемое расположение удовлетворяет условиям, использованным в § 2. Роль, которую играет момент импульса электрона в этих рассуждениях, является сильным доводом в пользу основной гипотезы.
Наконец, § 5 содержит некоторые указания на то, какого рода конфигурации можно ожидать для систем с большим числом электронов.
§ 2. Конфигурации системы и её устойчивость