Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
12
8.Podstawymechanikikwantowejistrukturaelektronowaatomów
Mimoogromnegopostępu,jakistanowiłateo-
ARNOLDSOMMERFELD
1868-1951
riaBohra,zakresjejstosowalnościokazałsiębar-
Fizykniemiecki(urodzonyiwykształcony
wKrólewcu),profesorwMonachium.
dzoograniczony.Najejgruncieudałosięopisaćpo-
RozwinąłteorięatomuBohra.
prawnietylkowidmowodoruijonówjednoelektro-
nowych,itozwyłączeniemstrukturysubtelnejlinii
widmowych,zauważalnejprzyzastosowaniuspektrometrówodużejzdolnościrozdziel-
czej.Jakzobaczymypóźniej(p.8.6.8),możnaniecozmodyfikowanymwzoremBohra
(8.22)opisaćjeszczewgłównychzarysachwidmocharakterystycznegopromienio-
waniarentgenowskiegopierwiastków.NatomiastteoriaBohrazawodzizupełnie,gdy
chcemyobliczyćtermyenergetyczneatomówwieloelektronowych,choćbyhelu.Mo-
delBohrabyłzbytuproszczony,abymógłoddawaćrzeczywistecechybudowyatomu.
Naprzykładprzyjęciepłaskichorbit,poktórychkrążąelektrony,stoiwsprzeczności
zfaktamidoświadczalnymiwskazującyminakulistąsymetrięniewzbudzonegoatomu
wodoru.
Przedstawionejsytuacjiniezmieniływistotnysposóbpróbyrozszerzeniateorii
Bohra,podjętegłównieprzezA.Sommerfelda.
PrócztegoteoriaBohrabudziłapoważnewątpliwościnaturymetodologicznej.Jej
przełomoweznaczenieiosiągnięciawiązałysięzzastosowaniempojęćkwantowychdo
opisumikroukładówatomowych.Jednakżewarunkikwantowebyłytudośćsztucznie,
właściwiebezuzasadnienia,dodanedoprawmechanikiklasycznej.
Bohrnawiązywałrównieżdofizykiklasycznej,formułujączasadękoresponden-
cji(odpowiedniości)stwierdzającą,żeprawakwantowedająwgranicznymprzypadku
bardzodużychliczbkwantowychtakiesamewyniki,jakprawaklasyczne.
NapodstawiezasadykorespondencjiuzyskanowramachteoriiBohra–Sommer-
feldawielecennychwyników,m.in.ustalononiektórereguływyboru,tj.regułyokreś-
lające,którespośródmożliwychprzeskokówelektronowychzwiązanychzemisjączy
absorpcjąpromieniowaniadozwolone,aktórewzbronione.Jednakżewymienione
poprzednioograniczeniaomawianejteoriiniezostałyusunięte.
Poprawnyopisstrukturyatomówicząsteczekiichwłaściwościwymagałwwi-
docznysposóbstworzenianowejteorii,konsekwentnieopartejnapojęciachkwantowych.
Teoriętaką,zwanąmechanikąkwantową,sformułowaliwlatach1925–1926niezależnie
odsiebieE.Schr¨
odingeriW.Heisenberg,dopóźniejszegozaśjejrozwojuprzyczynił
sięszczególnieP.Dirac.
8.2.Dualistycznycharaktercząstekmaterii
ipodstawymechanikikwantowej
8.2.1.HipotezadeBroglie’a
RozwójmechanikikwantowejzapoczątkowałypraceL.deBroglie’aogłoszone
w1924r.DeBrogliewysunąłmianowiciehipotezę,żedualizmfalowo-korpuskularny
jestcechąnietylkoświatła(fotonów),lecziwszelkichcząstekmaterialnychomasie