* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
•137 Энергия. 198 шийся выработкой п о н я т и я «квантовой ч а стицы* ( 1 9 0 0 — 1 9 2 5 ) . I I . Этап, связанный с переходом от ме х а н и ч е с к и х п р о б л е м к проблемам э л е к т р о динамическим. Э т о т п е р и о д до н а с т о я щ е г о времени е щ е н е з а к о н ч и л с я , так к а к д о с и х пор э л е к т р о д и н а м и ч е с к и е квантовые п р о б лемы во м н о г и х о т н о ш е н и я х н е р а з р е ш е н ы . И с т о р и ч е с к и квантовая теория в о з н и к л а из весьма м н о г о ч и с л е н н ы х п о п ы т о к д а т ь последовательную т е о р и ю с т р о е н и я а т о м а , основных свойств и в л у ч е н и я и д р у г и х а т о м ных процессов, о п и р а я с ь на м е х а н и ч е с к и е принципы. Особое историческое з н а ч е н и е из э т и х попыток и м е ю т : 1. П р е д с т а в л е н и е о квантовом г а в е : фотонный гав ( Э й н ш т е й н , Бозе, П л а н н ) , п о п ы т к и о б ъ я с н е н и я т е п л о ёмкости ( Д е б а й , Э й н ш т е й н ) . 2. Теория строения атома Н . Б о р а , п р и н ц и п ы к о т о р о й были им найдены в 1 9 1 2 г . , причем им была использована э л е к т р о н н а я теория Г. А . Л о ренца, имевшая в о о б щ е громадное з н а ч е н и е в развитии квантовой т е о р и и . Ц е л е с о о б р а з но п р о с л е д и т ь и з м е н е н и е п р и н ц и п о в , п р и ведшее к к в а н т о в о й т е о р и и , на а т о м п р и мере. В к о н ц е X I X . века Г. А.. Лоренцом" была развита э л е к т р о н н а я т е о р и я (см. L I I , 1 9 2 сл.), д а ю щ а я п р и н ц и п ы м е х а н и ч е с к о г о д в и жения (и и з л у ч е н и я э н е р г и и э л е к т р и ч е ски-заряженной частицы, подвергающейся воздействию в н е ш н и х электромагнитных полей и я в л я ю щ е й с я , в свою о ч е р е д ь , и с т о ч ником э л е к т р о м а г н и т н о г о п о л я ) . Эта т е о рия в д а л ь н е й ш е м развилась в р е л я т и в и с т с к у ю теорию п о л я . Она не у ч и т ы в а е т а т о мизм действия, б у д у ч и т . о. к л а с с и ч е с к о й , а н е квантовой теорией. Далее теория Лоренца н е д а е т анализа с т р у к т у р ы э л е к трически-заряженной частицы. Экспериментальные исследования, осу ществлённые в к о н ц е X I X и в начале X X в в . , привели к с л е д у ю щ и м о с н о в н ы м выводам: 1. Э л е к т р и ч е с к и й з а р я д имеет а т о м н у ю с т р у к т у р у (т. е. состоит из о т д е л ь н ы х а т о мов э л е к т р и ч е с т в а , т . н . элементарный электрический эаряд, величийа которого была измерена, в ч а с т н о с т и , М и л л и к е н о м , см. L I I , 1 9 4 ) . С у щ е с т в у ю т атомы э л е к т р и чества п о л о ж и т е л ь н ы е и о т р и ц а т е л ь н ы е . Электрический варяд подчиняется закону сохранения. 2 . М е х а н и ч е с к а я , и н е р т н а я масса имеет атомную с т р у к т у р у . К а ж д а я о т д е л ь н а я и н д и в и д у а л ь н а я ч а с т и ч к а имеет в п о л н е о п р е д е л е н н у ю массу, к о т о р у ю современная э к с периментальная т е х н и к а п о з в о л я е т и з м е рить о о ч е н ь б о л ь ш о й т о ч н о с т ь ю . Масса м и к р о с к о п и ч е с к о й ч а с т и ц ы т я в л я е т с я её энергетической х а р а к т е р и с т и к о й , а и м е н н о , если Е — э н е р г и я ч а с т и ц ы , а р — её к о л и чество д в и ж е н и я , и м п у л ь с , то с этими в е личинами непосредственно связана и н в а риантная р е л я т и в и с т с к а я х а р а к т е р и с т и к а ч а с т и ц ы , а именно инвариант 0 ное ч и с л у п р о т о н о в , в х о д я щ и х в состав ядра), и Z э л е к т р о н о в , у д е р ж и в а е м ы х п о лем э л е к т р о с т а т и ч е с к о г о п р и т я ж е н и я я д р а (опыты Рэзерфорда, см. L I I , 2 0 6 с л . ) . Т а к и м о б р а з о м , было у с т а н о в л е н о , ч т о о т д е л ь н ы й атом п р е д с т а в л я е т с о б о й э л е к т р о д и н а м и ч е с к у ю с и с т е м у , свойства к о т о р о й , казалось, в о з м о ж н о р а с с ч и т а т ь , п о л ь з у я с ь теорией Л о р е н ц а . Т а к и е р а с ч ё т ы и б ы л и в ы п о л н е н ы (Шотт и д р . ) . О д н а к о они п о к а зали п о ч т и п о л н у ю н е п р и г о д н о с т ь т е о р и и Л о р е н ц а д л я этой ц е л и , т а к к а к по н е й п о л у ч а л о с ь , ч т о у ж е п о с л е н е с к о л ь к и х сот тысяч оборотов вокруг ядра электрон о т даст б о л ь ш е половины своей э н е р г и и в в и д е электромагнитного и з л у ч е н и я и,.таким о б разом, атом в о о б щ е н е м о ж е т , по т е о р и и , с у щ е с т в о в а т ь к а к у с т о й ч и в а я система, т о г д а •как м ы внаем, что атомы с у щ е с т в у ю т , н е и з м е н я я с ь в о с н о в н ы х с в о и х свойствах, м и л лиарды лет ( с п е к т р ы ввевд, г е о л о г и ч е с к и е и с с л е д о в а н и я р а д и о а к т и в н ы х элементов и т. д.). • Т а к и м обравом, с у щ н о с т ь р а с х о ж д е н и я м е ж д у т е о р и е й Л о Р е н ц а . и свойствами р е а л ь ного атома з а к л ю ч а е т с я в с л е д у ю щ е м . П о теории Л о р е н ц а , э л е к т р о д и н а м и ч е с к и е р е акции (свечение, возбуждение электромаг н и т н о г о п о л я . и т. п.) имеют в е л и ч и н ы т о г о ж е п о р я д к а , что и р е а к ц и и м е х а н и ч е с к и е , и п о э т о м у система и з д в и ж у щ и х с я э л е к т р и чески-заряженных частиц неустойчива. Д л я р е а л ь н ы х же атомов, х о т я о н и и с о стоят из электрически-заряженных час т и ц , и м е е т с я иное п о л о ж е н и е в е щ е й , а именно: а) А т о м с у щ е с т в у е т с т а б и л ь н о , о б л а д а я совершенно определёнными энергетически ми характеристиками (запасом э н е р г и и , м о ментом и м п у л ь с а и т. п . ) . б) Э л е к т р о д и н а м и ч е с к и е р е а к ц и и атома (свечение и т . д . ) имеют в э н е р г е т и ч е с к о м смысле ( в с м ы с л е с о о т в е т с т в у ю щ и х в е л и ч и н Э.) х а р а к т е р «поправок», н е б о л ь ш и х и з м е нений э н е р г е т и ч е с к и х в е л и ч и н , п р и с у щ и х стационарному состоянию. О н и непосред ственно с в я з а н ы л и ш ь с н а р у ш е н и е м ста бильности атома, т . е. с п е р е х о д о м атома и в одного стационарного с о с т о я н и я в д р у г о е , и отсутствуют в стационарном состоянии. Т а к и м обравом, с т о ч к и з р е н и я э к с п е р и мента, д л я атома, к а к э л е к т р о д и н а м и ч е с к о й системы, характерно, во-первых, существо вание с т а ц и о н а р н ы х с о с т о я н и й и, в о - в т о рых, существование переходов, связанных с электродинамическими реакциями, в ы з ы вающих сравнительно малые изменения э н е р г е т и ч е с к о г о режима в атоме. В э т о м н а правлении и д о л ж н а была б ы т ь и з м е н е н а электродинамика Лоренца. Д а л ь н е й ш и е ис следования в ы я с н и л и , ч т о з н а ч е н и я э н е р гии при электродинамических р е а к ц и я х , п о л у ч а ю щ и е с я по р а с ч ё т у , с д е л а н н о м у с о г л а с н о принципам теорий Л о р е н ц а , о п р е д е л я ю т с я д в у м я различными обстоятельства ми, а и м е н н о : 1) д и с к р е т н о с т ь ю к о л и ч е с т в а э н е р г и и , т е р я е м о й или п о г л о щ а е м о й атомом в индивидуальном акте перехода, и 2) веро я т н о с т ь ю реализации э т о г о о т д е л ь н о г о акта перехода. Классическая теория не в ы д е л я ла последнее о б с т о я т е л ь с т в о о с о б о , а р а с сматривала п р о ц е с с т а к , к а к если бы р е ч ь щ л а о б и н д и в и д у а л ь н о м п р о ц е с с е с непре рывным изменением э н е р г и и в к о л и ч е с т в е , определяемом обоими у к а з а н н ы м и о б с т о я тельствами. Анализируя строение атома, Н . Б о р и внес в т е о р и ю Л о р е н ц а п о п р а в к и , I соответствующие у ч е т у д в у х о т м е ч е н н ы е fГ — Р = 2 т 0 я в л я ю щ и й с я мерой массы т ч а с т и ц ы (см} выше с т б . 1 8 2 ) . В системе отсчёта, в к о т о рой и м п у л ь с ч а с т и ц ы равен н у л ю , ма;еса частицы о п р е д е л я е т с я е ё энергией покояг Е — т с . с 2 3 . О т д е л ь н ы й атом состоит из я д р а , н е сущего з а р я д + Z (Z — целое- ч и с л о , р а в e 7*