Пастулаты Бора

Нільс Бор - знакаміты дацкі навуковец, упершыню які даказаў несумяшчальнасць класічных законаў фізікі і атамаў. У сувязі з гэтым увёў два дапушчэння, вядомыя цяпер, як квантавыя пастулаты Бора. Яны абапіраюцца на мадэль атама, некалі прапанаваную Э. Резерфордом, згодна з якой ён (атам) мае будынак, падобнае будынку Сусвету: электроны атама знаходзяцца ў бесперапынным руху вакол нерухомай часціцы - ядра. Першы час падобная мадэль лічылася ідэальнай і цалкам апісвае і тлумачыць ўсе досведы, звязаныя з атамам. Аднак пазней стала ясна, што адказаць на пытанне пра факт існавання атама і яго ўстойлівасці дадзеная мадэль не ў стане.

Згодна з планетарнай мадэлі, рух электронаў вакол нерухомага ядра павінна абавязкова суправаджацца выпраменьваннем электрамагнітных хваль, частата якога складае частаце кручэння адмоўна зараджаных элементаў вакол цэнтра. Як вынік - энергія электрона павінна пастаянна змяншацца, што, у сваю чаргу, вядзе да яго большаму прыцягненню да ядра. Аднак, як паказваюць досведы, такога не адбываецца. Атам наогул з'яўляецца ўстойлівай сістэмай, здольнай існаваць працяглы перыяд без ўздзеяння ўплыву звонку. Выпраменьванне атама можна назваць дыскрэтным, г.зн. перарывістым, што, натуральна, паказвае на факт перыядычнасці вывучэння, а не яго сталасці. Інакш кажучы, навукоўцы прыйшлі да высновы аб тым, што прымяненне класічных законаў фізікі для тлумачэння існавання электронаў немагчыма.

Толькі ў 1913 годзе уведзеныя Борам дапушчэння дазволілі растлумачыць на прыкладзе атама вадароду прынцыпы выпраменьвання энергіі электронамі.

Высновы, зробленыя Борам, былі эмпірычнаму пацверджаны шматлікімі навукоўцамі таго часу. На аснове яго дапушчэнняў была створана цэлая тэорыя, сталая пасля прыватным выпадкам квантавай механікі. Пастулаты Бора выглядаюць наступным чынам:

1. Атамная сістэма выпраменьвае энергію, умоўна названую En, толькі знаходзячыся ў квантавых станах. У адваротным выпадку (пры знаходжанні атама ў стацыянарным стане), энергія не вылучаецца.

У дадзеным выпадку пад стацыянарным станам разумеецца рух электронаў па пэўных арбітах. Нягледзячы на фактычную наяўнасць паскоранага руху, электрамагнітныя хвалі ня выпраменьваюцца, атам валодае толькі квантавым значэннем энергіі.

2. Другі пастулат, часцей за ўсё вядомы як правіла частот, сведчыць аб тым, што пераход атама з аднаго стан ў іншае (як правіла, з стацыянарнага ў квантавы) суправаджаецца вылучэннем або паглынаннем энергіі. Гэты працэс ажыццяўляецца невялікімі порцыямі - квантамі. Іх значэнне адпавядае рознасці энергіі станаў, паміж якімі уласна здзяйсняецца пераход. Другі пастулат дазваляе вылічыць па вядомых эксперыментальным значэнняў энергій стацыянарных станаў частаты выпраменьвання атама вадароду.

Пастулаты Бора дастасавальныя для тлумачэння паглынання і выпраменьвання святла часціцай вадароду. Уласна, менавіта такім чынам пацвярджаў некалі свае высновы сам Бор. Пастулаты Бора дазволілі сучасным навукоўцам пабудаваць тэорыю спектру вадароду. Характэрна, што пабудова колькаснай тэорыі спектру наступнага за ім элемента - гелія - апынулася практычна невыканальным.

Тым не менш, пастулаты Бора - фізіка, якi паклаў дужы цагліну ў падмурак квантавай тэорыі, да гэтага часу з'яўляюцца найважнейшымі назіраннямі і высновамі. У прыватнасці, удалося пабудаваць тэорыю паглынання і выпраменьвання святла, што зрабіць на аснове дадзеных толькі класічнай фізікі нерэальна.

Пастулаты Бора дазволілі ўдыхнуць новае жыццё ў класічную механіку. Па гэты дзень яны застаюцца бясспрэчнымі ў рамках квантавай механікі.