Этот невозможный атом

bodeh — 02.08.2024 Всем нам на уроках физики рассказывали, как вначале древние греки решили, что атом нечто неделимое — и все это считали истиной в последней инстанции.
Другие идеи древних греков (что всё падает на землю потому, что Земля центр мира; всё в мире состоит из четырёх-пяти первоэлементов; всё движется потому, что стремится к своему естественному положению; и т. д., и т. п.) с течением времени были переработаны, отвергнуты и исправлены, но идея, что атом неделим — держалась до последнего.
Даже когда научились создавать поток электронов, мысль о том, что они вылетают из атомов не сразу была принята учёными.
Но это было ещё полбеды. Когда учёным всё же пришлось признать, что атом состоит из частиц: ядро из протонов и нейтронов, вокруг которого электроны и даже удалось придумать, как они там крутятся-вертятся на примере водорода, полезли сложности при попытке рассчитать орбиты большего числа электронов.
Даже постулаты Бора не помогали. Не сходилось. Причём, самое обидное, приблизительно всё было почти нормально. Как будто что-то упускали.
И лишь когда была придумана квантовая механика, созданная Вернером Гейзенбергом, Максом Борном и Паскуалем Йорданом в 1925 году, эти нестыковки удалось преодолеть.
Вся закавыка была в том, что хоть Нильс Бор совершил квантовый скачок при описании планетарной модели атома, он не сумел отказаться от мысли, что электрон материальная частица, которая кружится по орбите вокруг ядра.
Эти же трое (а также Эрвин Шрёдингер), основываясь на идее Луи Виктора Пьера Раймона, 7-го герцога Брольи (более известного миру как Луи де Бройль) — что всякая движущаяся частица есть (или ей сопутствует) некая фиктивная волна — заменили электрон волной и всё заверте…
Потом подтянулась идея о вероятностном характере этой волны и родилось нечто, что окончательно вышвырнуло классическую механику за пределы атома: атомные орбитали.
То есть электрон не кружится по определенной орбите вокруг ядра, нет. Он, как Фигаро — везде и всюду. Просто в некоторых местах его "заметить" вероятность выше. И совокупность этих мест и формирует орбиталь. Которая похожа на сферу вокруг ядра только для первого уровня (и поэтому Нильсу Бору удалось для водорода расчёты произвести и всё худо-бедно сходилось).
Орбитали более высоких уровней похожи на что угодно, но только не на сферу. Парные эллипсоиды, парные тороиды, да ещё и расположенные по разному в трёх осях... умопомрачительное представление.

И вот из этих облаков вероятности и пустоты (и крохотными протон-нейтронными ядрышками где-то в центре атома), если подумать, состоим все мы.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив