СЕЛФ

2

С.Б. Каравашкин и О.Н. Каравашкина

Одновременно с описанными условиями стабилизации орбит электронов в континууме, а главное, с выявлением условий неквантового характера излучения/поглощения энергии орбитальным электроном поднимается важный вопрос о феноменологии возбуждения орбитального электрона.

Ещё Н. Бор, формируя условия возбуждения орбитального электрона в полном соответствии с энергетическим подходом в классической механике, предполагал, что изменение энергии электрона впрямую соответствует изменению его орбиты. В частности, он писал: “большая ось и частота обращения связаны простой зависимостью с работой, которую нужно затратить для полного разделения образующих атом частиц. Если считать, что спектральные термы атома водорода характеризуют эту работу, то спектр даёт нам указание на существование ряда последовательных процессов, во время которых электрон связывается с атомом всё сильнее, переходя на орбиты всё меньших размеров и испуская при этом излучение” [3, с. 14]. Характерный вид указанных орбит представлен на рис. 1 [4, с. 216].

Рис. 1. Схема электронных оболочек атома. Числа указывают число электронов в каждой подоболочке [4, с. 216]

В случае круговой орбиты радиус её n-й орбиты определялся выражением [2, с. 367]

При этом частота обращения электрона по указанной орбите равнялась [2, с. 367]

Однако проблемность квантового постулата и ряд принципиальных сложностей, которые не смогли разрешить Бор и его последователи, привели к их отказу от тех изначальных механических представлений, на основе которых они получили такое прекрасное совпадение с опытом: “Согласно электромагнитной теории света можно было бы ожидать, что подобно тому, как радиоволны свидетельствуют об электрических колебаниях, происходящих в установках радиостанции, частоты отдельных линий характеристического спектра элементов сообщают сведения о движении электронов в атоме. Но для осмысливания этих сведений механика не даёт достаточных оснований; вследствие упомянутых возможностей изменения механического состояния движения мы не в состоянии понять появление резких спектральных линий” [5, с. 64]. И хотя по мнению Бора “Это отсутствующее при обычном описании природы звено, которое, очевидно, обусловлено поведением атома, было получено после открытия Планком так называемого кванта действия” [5, с. 64], указанное открытие не приблизило физиков к пониманию сущности процессов в атоме. Ведь постулирование Бором квантового характера энергетического перехода по Планку не показывало, каким образом осуществлялся сам переход. Иными словами, сам постулат Планка, сформулированный им на основе его же формулы, описывающей излучение абсолютно чёрного тела, не обладает той необходимой степенью причинности, которая требуется в физике для обоснования физических процессов. Это прекрасно понимали и авторы квантовых концепций, что вызывало серьёзные дискуссии уже тогда, в начале и середине 20 столетия. К тому же, дальнейшее развитие идей квантования привело к появлению ещё более неассоциативных представлений, размывающих орбиты электрона в атоме и лишающего его вообще какого-либо детерминизма, на основе которого и были получены результаты Бора. Вместо этого появился целый спектр формул вроде принципа Гейзенберга, уравнения волны де Бройля, уравнения Шредингера, которые, с одной стороны представляли собой некоторое внешнее подобие формул волновой физики, но с другой стороны не имели строгих доказательств, а те формулы волновой физики, с которыми некоторым образом ассоциировались указанные выражения, описывали в классической волновой механике принципиально иные процессы, чем те, к которым применяли свои выражения сторонники квантовой механики. Так, уравнению Гейзенберга в волновой физике соответствует теорема о ширине частотной полосы, согласно которой "сложение компонент импульса с частотой   дает значительную амплитуду R (t) только в течение времени t, а затем импульс затухает из-за случайных разностей фаз компонент. Чем больше ширина полосы , тем короче интервал t… При замене k и t x мы выразили бы длину волнового пакета x через интервал длин волн компонент (1/) . Тогда теорема о ширине частотной полосы принимает вид

[6, с. 139]. При этом следует особо отметить, что переход от одних физических параметров, характеризующих волновой пакет, к другим не изменяет сущности теоремы о ширине полосы. Пакет как расплывался, так и будет расплываться согласно базовому утверждению теоремы, а именно, в соответствии с условием

“В случае макроскопической частицы, масса которой равна, например, 1 г и размер x = 0,1 см, время расплывания чрезвычайно велико t 10 ²⁵ сек , т.е. такой пакет фактически не будет расплываться. В случае же микрочастицы, например, электрона m₀ 10 ^-27 г, x 10 ^-13 см , волновой пакет расплывается практически мгновенно t 10 ^-26 сек ” [7, с. 35].

Тем не менее, именно в (3) Гейзенберг делает подстановку выражения для импульса волны де Бройля

которое тоже не является ни доказанной, ни выведенной из доказанного величиной, хотя внешне и копирует решение волнового уравнения в комплексной форме. В результате он получает своё соотношение

которое в его интерпретации имеет совсем иной смысл, уничтожающий детерминированность физических процессов при переходе к структурам атомного размера, но ничего не говорящий о том, что согласно этому представлению время существования самого орбитального электрона как частицы ограничено неизмеримо малым временем, через которое нейтральный атом просто должен превратиться в ион без всякого внешнего воздействия, но вследствие исчезновения электрона. И это, конечно же, не стимулирует прояснения вопроса об устойчивости состояния орбитального электрона.