Автор Тема: Немного о теориях в метафизике...  (Прочитано 690 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Деж.админ

  • Любите Природу.Мать вашу...
  • Global Moderator
  • *****
  • Сообщений: 229
  • People wheel Gravio
    • Основы механики
Re: Немного о теориях в метафизике...
« Ответ #15 : Декабрь 02, 2018, 02:33:43 pm »
А электрическое и магнитное поле это как бы аура протия которая притягивает протий друг к другу.
ну ..как бы ..и да.
Вот только отдельных полей (электрических,магнитных,гравитационных,лептонных и т.д.) просто не существует.
Существует лишь сила взаимного тяготения каждого атома
атомарного водорода между собою
.
Согласно эксперимента - атом (протий) - это не молекулярная структура(не имеет массы). Масса появляется лишь при слиянии в молекулу...
А сам атом до соединения в молекулу - атомарная (невидима и не дана нам в ощущениях - структура.)
Лишь косвенно мы можем судить об атоме.


Оффлайн Meison

  • *
  • Сообщений: 32
  • People wheel Gravio
Re: Немного о теориях в метафизике...
« Ответ #16 : Декабрь 03, 2018, 11:57:13 pm »
Но что происходит после намагничивания куска железа?  Локальное изменение направления полей атомов?

Оффлайн Gravio-1

  • Троечник
  • ***
  • Сообщений: 158
  • Я все знаю!
    • Народные МикроГЭС
Re: Немного о теориях в метафизике...
« Ответ #17 : Декабрь 04, 2018, 12:17:29 am »
Но что происходит после намагничивания куска железа?  Локальное изменение направления полей атомов?
Тяжелый вопрос и ответ... для малоподготовленного...
При намагничивании стального бруска в домены(группы молекул)  из Атомарного мира присоединяется один атом - в каждую группу молекул.
Что и активирует дополнительную степень гравитации в среде  подобных же молекул...
Это специально подобранные техногенно группы молекул..
В Природе магнетит(железняк) намагничивается от удара молнии..
Эту тему лучше и не трогать на данном этапе.. 
«После ресторана, боулинга и караоке,- только в бане Галя поняла, почему ей не надо было ни за что платить»...

Оффлайн Хороший..

  • *
  • Сообщений: 5
  • Начианющий пить кровь
Re: Немного о теориях в метафизике...
« Ответ #18 : Декабрь 04, 2018, 07:43:26 am »
Здесь можно полную версию Самара Сутрадхара на русском языке прочитать.

http://www.litmir.net/br/?b=152312
Ссылка не работает..
Вот на русском и совпадает с "Основами ..."
Ашока был также осведомлён об опустошительных войнах с использованием этих аппаратов и другого «футуристического оружия», которые разрушили древнеиндийский «Рам радж» (царство Рамы) за несколько тысяч лет до него. Всего лишь несколько лет назад китайцы обнаружили некоторые санскритские документы в Лхасе (Тибет) и послали их для перевода в университет Чандригарх. Доктор Руф Рейна из этого университета заявила недавно, что эти документы содержат инструкции по постройке межзвёздных космических кораблей! Их способ передвижения, сказала она, был «антигравитационным» и базировался на системе, аналогичной использованной в «лагхиме», неизвестной силе «я», существующей в психическом строении человека, «центробежной силе, достаточной, чтобы преодолеть всё гравитационное притяжение». Согласно индийским йогам, это та «лагхима», которая позволяет человеку левитировать.
Доктор Рейна сказала, что на борту этих машин, называемых в тексте «астра», древние индийцы могли послать отряд людей на любую планету. Манускрипты также говорят об открытии секрета «антимы» или шапки-невидимки, и «гаримы», позволяющей стать тяжёлым как гора или свинец. Естественно, индийские учёные не приняли тексты очень всерьёз, но они стали относиться к их ценности более положительно, когда китайцы объявили, что использовали некоторые их части для изучения в рамках космической программы! Это один из первых примеров правительственного решения допустить исследование антигравитации. (Китайская наука в этом отличается от европейской, например в провинции Синцзян существует государственный институт, занимающийся исследованием НЛО).
Вимана — древний летательный аппарат
Вимана — древний летательный аппарат
В рукописях не говорится определённо, предпринимался ли когда-либо межпланетный перелёт, но упоминается, среди прочего, планируемый полёт на Луну, хотя и неясно, был ли этот полёт на самом деле осуществлён. Так или иначе, один из великих индийских эпосов, Рамаяна, содержит очень подробный рассказ о путешествии на Луну в «вимане» (или «астре»), и описывает в деталях сражение на Луне с «ашвин» (или атлантским) кораблём. Это всего лишь малая часть свидетельств использования индийцами антигравитации и аэрокосмической технологии.

Оффлайн Gravio-1

  • Троечник
  • ***
  • Сообщений: 158
  • Я все знаю!
    • Народные МикроГЭС
Re: Немного о теориях в метафизике...
« Ответ #19 : Март 11, 2019, 06:58:32 am »
У каждой области науки есть свой любимый юбилей. У физиков это «Принципы» Ньютона, книга 1687 года, которая ввела законы движения и гравитации. Биологи празднуют дарвиновское «Происхождение видов» (1859 год) и его день рождения (1809). Астрономы отмечают 1543 год, ведь именно тогда Коперник поместил Солнце в центр Солнечной системы. Что касается химии, ни одна причина для празднования не превзойдет появление периодической таблицы элементов, созданной 150 лет назад в марте русским химиком Дмитрием Ивановичем Менделеевым.

Таблица Менделеева стала такой же привычной для студентов-химиков, как калькуляторы для бухгалтеров. Она содержит всю науку в чуть более сотне квадратов, содержащих символы и цифры. Она перечисляет элементы, которые составляют все земные вещества, сгруппированные таким образом, чтобы можно было выявить закономерности в их свойствах, определить цель химического исследования как в теории, так и на практике.
Периодическая таблица — это, бесспорно, самая важная концепция в химии.
Таблица Менделеева выглядела как специальная таблица, однако сам он хотел, чтобы она отражала глубокую научную истину, которую он открыл: периодический закон. Его закон выявил глубокие семейные отношения между известными химическими элементами – они проявляют подобные свойства через регулярные промежутки (или периоды), если расположить их в порядке атомного веса – и позволил Менделееву предсказать существование элементов, которые еще не были обнаружены.
«До обнародования этого закона химические элементы были просто фрагментарными, случайными фактами в Природе», заявил Менделеев. «Закон периодичности впервые позволил нам увидеть неоткрытые элементы на расстоянии, которое раньше было недоступно для химического зрения».

Таблица Менделеева не только предсказала существование новых элементов. Она подтвердила тогда еще спорную веру в реальность атомов. Она намекнула на существование субатомной структуры и предвидела математический аппарат, лежащий в основе правил, управляющих материей, которые в конечном счете проявили себя в квантовой теории. Его таблица завершила превращение химической науки из средневекового магического мистицизма алхимии в область современной научной строгости. Периодическая таблица символизирует не столько составляющие вещества, сколько логическую стройность и принципиальную рациональность науки в целом.
 Как создавалась периодическая таблица Легенда гласит, что Менделеев задумал и создал свою таблицу в один день: 17 февраля 1869 года по русскому календарю (для большей части мира это 1 марта). Но это, вероятнее всего, преувеличение. Менделеев думал о группировании элементов годами, и другие химики несколько раз рассматривали понятие связей между элементами в предыдущие десятилетия.
На самом деле, немецкий физик Иоганн Вольфганг Доберейнер заметил особенности группирования элементов еще в 1817 году. В те дни химики еще не полностью поняли природу атомов, описанную атомной теорией Джона Дальтона в 1808 году. В своей «новой системе химической философии» Дальтон объяснил химические реакции, предполагая, что каждое элементарное вещество состоит из атома определенного типа.
Дальтон предположил, что химические реакции производили новые вещества, когда атомы разъединяются или соединяются. Он полагал, что любой элемент состоит исключительно из одного вида атома, который отличается от других по весу. Атомы кислорода весили в восемь раз больше, чем атомы водорода. Дальтон считал, что атомы углерода в шесть раз тяжелее водорода. Когда элементы объединяются для создания новых веществ, количество реагирующих веществ может быть рассчитано с учетом этих атомных весов.
Дальтон ошибался насчет некоторых масс – кислород в действительности в 16 раз тяжелее водорода, а углерод в 12 раз тяжелее водорода. Но его теория сделала идею об атомах полезной, вдохновив революцию в химии. Точное измерение атомной массы стало основной проблемой химиков на последующие десятилетия.
Размышляя об этих весах, Доберейнер отметил, что определенные наборы из трех элементов (он назвал их триадами) показывают интересную связь. Бром, например, имел атомную массу где-то между массами хлора и йода, и все эти три элемента демонстрировали сходное химическое поведение. Литий, натрий и калий также были триадой.
Другие химики заметили связи между атомными массами и химическими свойствами, но лишь в 1860-х годах атомные массы стали достаточно хорошо поняты и измерены, чтобы выработалось более глубокое понимание. Английский химик Джон Ньюландс заметил, что расположение известных элементов в порядке увеличения атомной массы приводило к повторению химических свойств каждого восьмого элемента. Эту модель он назвал «законом октав» в статье 1865 года. Но модель Ньюландса не очень хорошо держалась после первых двух октав, что заставило критиков предложить ему расставить элементы в алфавитном порядке. И как вскоре понял Менделеев, отношение свойств элементов и атомных масс были чуть более сложными.
 Организация элементов Менделеев родился в Тобольске, в Сибири, в 1834 году и был семнадцатым ребенком у своих родителей. Он жил яркой жизнью, преследуя разные интересы и путешествуя по дороге к выдающимся людям. Во время получения высшего образования в педагогическом институте в Санкт-Петербурге он чуть не умер от тяжелой болезни. После окончания он преподавал в средних школах (это нужно было, чтобы получать жалование в институте), попутно изучая математику и естественные науки для получения степени магистра.
Затем он работал преподавателем и лектором (и писал научные работы), пока не получил стипендию для расширенного тура исследований в лучших химических лабораториях Европы.
Вернувшись в Санкт-Петербург, он оказался без работы, поэтому написал превосходное руководство по органической химии в надежде выиграть крупный денежный приз. В 1862 году это принесло ему премию Демидова. Также он работал редактором, переводчиком и консультантом в различных химических сферах. В 1865 году он вернулся к исследованиям, получил доктора наук и стал профессором Петербургского университета.
Вскоре после этого Менделеев начал преподавать неорганическую химию. Готовясь освоить это новое (для него) поле, он остался неудовлетворен доступными учебниками. Поэтому решил написать собственный. Организация текста требовала организации элементов, поэтому вопрос их наилучшего расположения непрестанно был у него на уме.
К началу 1869 года Менделеев добился достаточного прогресса, чтобы понять, что некоторые группы подобных элементов демонстрировали регулярное увеличение атомных масс; другие элементы с примерно одинаковыми атомными массами имели схожие свойства. Оказалось, что упорядочение элементов по их атомному весу было ключом к их классификации.

По собственным словам Менделеева, он структурировал свое мышление, записав каждый из 63 известных тогда элементов на отдельной карточке. Затем, посредством своего рода игры в химический пасьянс, он нашел закономерность, которую искал. Располагая карточки в вертикальных столбцах с атомными массами от низкой к более высокой, он разместил элементы со схожими свойствами в каждом горизонтальном ряд. Периодическая таблица Менделеева родилась. Он набросал черновую версию 1 марта, отправил ее в печать и включил в свой учебник, который скоро должен был быть опубликован. Также он быстро подготовил работу для представления Российскому химическому обществу.
«Элементы, упорядоченные по размерам их атомных масс, показывают четкие периодические свойства», писал Менделеев в своей работе. «Все сравнения, которые я провел, привели меня к выводу, что размер атомной массы определяет природу элементов».
Тем временем, немецкий химик Лотар Мейер также работал над организацией элементов. Он подготовил таблицу, похожую на менделеевскую, возможно, даже раньше, чем Менделеев. Но Менделеев издал свою первым.
Тем не менее, гораздо более важным, чем победа над Мейером, было то, как Менделеев использовал свою таблицу, чтобы сделать смелые прогнозы о неоткрытых элементах. В подготовке свой таблицы Менделеев заметил, что некоторых карточек недоставало. Он должен был оставить пустые места, чтобы известные элементы могли выровняться правильно. Еще при его жизни три пустых места были заполнены ранее неизвестными элементами: галлий, скандий и германий.
Менделеев не только предсказал существование этих элементов, но также правильно описал их свойства в подробностях. Галлий, например, открытый в 1875 году, имел атомную массу 69,9 и плотность в шесть раз превышающую воды. Менделеев предсказал этот элемент (он назвал его экаалюминий), только по этой плотности и атомной массе 68. Его прогнозы для экакремния близко соответствовали германию (открытому в 1886 году) по атомной массе (72 предсказано, 72,3 фактически) и плотности. Он также верно предсказал плотность германиевых соединений с кислородом и хлором.
Таблица Менделеева стала пророческой. Казалось, что в конце этой игры этот пасьян из элементов раскроет тайны Вселенной. При этом сам Менделеев был мастером в использовании своей же таблицы.
Успешные предсказания Менделеева принесли ему легендарный статус мастера химического волшебства. Но сегодня историки спорят о том, закрепило ли открытие предсказанных элементов принятие его периодического закона. Принятие закона могло быть в большей степени связано с его способностью объяснять установленные химические связи. В любом случае, прогностическая точность Менделеева, безусловно, привлекла внимание к достоинствам его таблицы.
К 1890-м годам химики широко признали его закон как веху в химическом познании. В 1900-м году будущий нобелевский лауреат по химии Уильям Рамсей назвал это «величайшим обобщением, которое когда-либо проводилось в химии». И Менделеев сделал это, сам не понимая как.
 Математическая карта Во многих случаях в истории науки великие предсказания, основанные на новых уравнениях, оказывались верными. Каким-то образом математика раскрывает некоторые природные секреты, прежде чем экспериментаторы их обнаружат. Один из примеров — антиматерия, другой — расширение Вселенной. В случае Менделеева, предсказания новых элементов возникли без какой-либо творческой математики. Но на самом деле Менделеев открыл глубокую математическую карту природы, поскольку его таблица отражала значение квантовой механики, математических правил, управляющих атомной архитектурой.
В своей книге Менделеев отметил, что «внутренние различия материи, которую составляют атомы», могут быть ответственны за периодически повторяющиеся свойства элементов. Но он не придерживался этой линии мышления. По сути, многие годы он размышлял о том, насколько важна атомная теория для его таблицы.
Но другие смогли прочитать внутреннее послание таблицы. В 1888 году немецкий химик Йоханнес Вислицен объявил, что периодичность свойств элементов, упорядоченных по массе, указывает на то, что атомы состоят из регулярных групп более мелких частиц. Таким образом, в некотором смысле таблица Менделеева действительно предвидела (и предоставила доказательства) сложную внутреннюю структуру атомов, в то время как никто не имел ни малейшего представления о том, как на самом деле выглядел атом или имел ли он какую-нибудь внутреннюю структуру вовсе.
К моменту смерти Менделеева в 1907 году ученые знали, что атомы делятся на части: электроны, переносящие отрицательный электрический заряд, плюс некоторый положительно заряженный компонент, делающий атомы электрически нейтральными. Ключом к тому, как эти части выстраиваются, стало открытие 1911 года, когда физик Эрнест Резерфорд, работающий в Манчестерском университете в Англии, обнаружил атомное ядро. Вскоре после этого Генри Мозли, работавший с Резерфордом, продемонстрировал, что количество положительного заряда в ядре (число протонов, которое он содержит, или его «атомное число») определяет правильный порядок элементов в периодической таблице.

Атомная масса была тесно связана с атомным числом Мозли — достаточно тесно, чтобы упорядочение элементов по массе только в нескольких местах отличалось от упорядочения по числу. Менделеев настаивал на том, что эти массы были неправильными и нуждались в повторном измерении, и в некоторых случаях оказался прав. Осталось несколько расхождений, но атомное число Мозли прекрасно легло в таблицу.
Примерно в то же время датский физик Нильс Бор понял, что квантовая теория определяет расположение электронов, окружающих ядро, и что самые дальние электроны определяют химические свойства элемента.
Подобные расположения внешних электронов будут периодически повторяться, объясняя закономерности, которые первоначально выявила таблица Менделеева. Бор создал свою собственную версию таблицы в 1922 году, основываясь на экспериментальных измерениях энергий электронов (наряду с некоторыми подсказками из периодического закона).
Таблица Бора добавила элементы, открытые с 1869 года, но это был тот же периодической порядок, открытый Менделеевым. Не имея ни малейшего представления о квантовой теории, Менделеев создал таблицу, отражающую атомную архитектуру, которую диктовала квантовая физика.
Новая таблица Бора не стала ни первым, ни последним вариантом изначального дизайна Менделеева. Сотни версий периодической таблицы с тех пор были разработаны и опубликованы. Современная форма — в горизонтальном дизайне в отличие от первоначальной вертикальной версии Менделеева — стала широко популярной только после Второй мировой войны, во многом благодаря работе американского химика Гленна Сиборга.
Сиборг и его коллеги создали несколько новых элементов синтетически, с атомными числами после урана, последнего природного элемента в таблице. Сиборг увидел, что эти элементы, трансурановые (плюс три элемента, предшествовавшие урану), требовали новой строки в таблице, которую не предвидел Менделеев. Таблица Сиборга добавила строку для тех элементов под аналогичным рядом редкоземельных элементов, которым тоже не было места в таблице.
Вклад Сиборг в химию принес ему честь назвать собственный элемент — сиборгий с номером 106. Это один из нескольких элементов, названных в честь известных ученых. И в этом списке, конечно, есть элемент 101, открытый Сиборгом и его коллегами в 1955 году и названный менделевием — в честь химика, который прежде всех остальных заслужил место в периодической таблице.
«После ресторана, боулинга и караоке,- только в бане Галя поняла, почему ей не надо было ни за что платить»...

Оффлайн Gravio-1

  • Троечник
  • ***
  • Сообщений: 158
  • Я все знаю!
    • Народные МикроГЭС
Re: Немного о теориях в метафизике...
« Ответ #20 : Март 11, 2019, 07:08:15 am »
Есть интересный факт о нашей массе: она притягивает вещи. Сила притяжения (гравитация) между двумя объектами зависит от их массы и от расстояния между ними. Проще говоря, гравитация будет притягивать в сторону центра масс объектов. Чтобы найти центр массы, нужно изучить объект.

Представьте сферу. Ввиду формы сферы, где бы вы ни стояли, под вами будет все то же количество сферы. (Представьте себе муравья, идущего по стеклянному шару. С точки зрения муравья, единственным признаком передвижения будет перемещение ног муравья. Форма поверхности не будет меняться совершенно). Центр массы сферы находится в центре сферы, то есть гравитация притягивает все, что на поверхности, в направлении центра сферы (прямо вниз), независимо от местоположения объекта. 
«После ресторана, боулинга и караоке,- только в бане Галя поняла, почему ей не надо было ни за что платить»...

Оффлайн Деж.админ

  • Любите Природу.Мать вашу...
  • Global Moderator
  • *****
  • Сообщений: 229
  • People wheel Gravio
    • Основы механики
Re: Немного о теориях в метафизике...
« Ответ #21 : Апрель 16, 2019, 01:26:04 pm »
 

    Нильс Бор с женой Маргарет, 30-е годы. Фото из статьи Джона Хейлброна «The path to the quantum atom» в последнем выпуске журнала Nature, посвященном юбилею
  Жил-был на свете электрон,
 Он в атом Бора был включен,
 Орбита его вкруг ядра пролегла —
 Такие-то, братцы, там были дела.
 (Из студенческого фольклора)
Сто лет назад увидела свет знаменитая статья датского физика Нильса Бора «О строении атомов и молекул». C этой работы началась история квантовой механики.
В июле 1913 года 27-летний приват-доцент Копенгагенского университета Нильс Хенрик Давид Бор опубликовал статью On the Constitution of Atoms and Molecules, ставшую одним из крупнейших достижений теоретической физики (Philosophical Magazine. 1913. V. 26. P. 1–25; cм. также в русском переводе: «О строении атомов и молекул»). Эта работа придала физический смысл модели атома с массивным заряженным ядром (см. Rutherford model), которую двумя годами ранее предложил Эрнест Резерфорд. Там также было впервые рассмотрено движение материальных частиц (в данном случае, электронов) на основе теории квантов (см. History of quantum mechanics), которую до того использовали лишь для описания электромагнитных излучений и вычисления теплоемкости твердых тел. Подобные движения со времен Ньютона изучала самостоятельная наука — классическая механика. Бор открыл путь к созданию принципиально новой механики, которую позднее стали называть квантовой.
 Контекст эпохи Сто лет назад физика стояла перед необходимостью осмыслить множество экспериментальных данных, которые не поддавались разумной интерпретации в рамках ньютоновской механики и максвелловской электродинамики. Требовались принципиально новые идеи, а они, увы, запаздывали.
В краткосрочной ретроспективе всё началось с двух почти одновременных открытий — радиоактивности (см. Radioactive decay, 1896 год) и электрона (1897). Классическая физика не могла объяснить, какое место занимает электрон в структуре материи, почему заполненное электронами вещество сохраняет стабильность и по какой причине уран и еще некоторые элементы непрерывно испускают эманации трех видов (без особых хитростей поименованные тремя первыми буквами греческого алфавита). В 1903 году Резерфорд и Фредерик Содди (Frederick Soddy) осознали, что эти излучения требуют особого вида энергии, которую они назвали атомной (см.: E. Rutherford and F. Soddy. Radioactive Change // Philosophical Magazine. 1903. V. 5. P. 576–591). Однако природа этой энергии оставалась загадочной.
В 1906 году Резерфорд, который тогда работал в Канаде, обнаружил, что в результате столкновения с веществом альфа-частицы (см. Alpha particle) подчас изменяют траекторию полета. Три года спустя, перебравшись из Монреаля в Манчестер, он поручил своим помощникам Иоганнесу Гейгеру (Hans Geiger) и Эрнесту Марсдену (Ernest Marsden) изучить этот эффект, наблюдая отражение альфа-излучения от поверхности тончайшей золотой фольги (толщиной 0,4 микрометра). Они установили, что альфа-частицы, против всех ожиданий, могут отражаться на большие углы, в редких случаях даже превышающие 90 градусов (см.: H. Geiger and E. Marsden. On a Diffuse Reflection of the α-Particles // Proceedings of the Royal Society A. 1909. V. 82. P. 495–500). После длительных раздумий Резерфорд интерпретировал эти результаты как свидетельство того, что почти вся масса атома сосредоточена в положительно заряженном центральном теле очень небольшого объема. 7 марта 1911 года он доложил свои выводы на заседании Манчестерского литературно-философского общества и уже в мае представил их в отдельной статье (см.: E. Rutherford. The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom // Philosophical Magazine. 1911. V. 21. P. 669–688). В этой же работе он вывел формулу для дифференциального сечения рассеяния нерелятивистских заряженных частиц, движущихся в кулоновском поле неподвижного заряда, которая теперь носит его имя.
  Эксперимент Гейгера и Марсдена. Траектории альфа-частиц, которые по большей части очень незначительно меняют направление движения, но иногда рассеиваются на большие углы. Справа: принципиальная схема эксперимента
  Резерфорд вполне реалистически оценил размер носителей атомной массы — примерно одна стотысячная поперечника самого атома. Сначала он не предложил для этих тел специального имени, но позднее назвал их атомными ядрами (см.: E. Rutherford. Radioactive substances and their radiations // Cambridge University Press, 1913, p. 184). При этом он вовсе не утверждал, что электроны описывают замкнутые орбиты вокруг ядра наподобие планет, обращающихся вокруг Солнца. Резерфорд прекрасно понимал, что, в соответствии с классической электродинамикой, вращающиеся электроны должны были бы непрерывно излучать электромагнитные волны и по спирали падать на ядро. В популярной литературе (впрочем, и не только в ней) модель Резерфорда иногда называют планетарной, что исторически неверно — таковой она сделалась только в интерпретации Бора.
  Модель атома Бора
  Резерфордовская модель атома стала первым шагом к пониманию природы радиоактивности. Сто лет назад уже было известно, что альфа-частицы — это ядра гелия, бета-частицы (см. также Beta particle) — быстрые электроны, а гамма-лучи (см. также Gamma ray) — высокоэнергетичные кванты электромагнитного излучения. Сейчас мы знаем, что все они рождаются в ходе ядерных превращений, но тогда наука до этого еще не дошла. Сам Резерфорд уже и тогда полагал, что альфа-лучи вылетают из атомных ядер, поскольку другого способа появления этих массивных частиц попросту не видел, однако источником бета- и гамма-лучей считал не ядро, а его электронное окружение. Следующий шаг к пониманию природы радиоактивности сделал Бор — всё в том же 1913 году.
 Загадки спектральных формул У классической физики также имелись нерешенные проблемы с более почтенной историей, нежели радиоактивность и стабильность атома. К ним, в общем-то, привыкли и не считали чем-то катастрофическим, но они от этого не исчезали. Одна из них возникла в ходе развития спектроскопии. Еще в начале XIX века в спектре натрия были замечены яркие желтые линии. Позже множество отдельных линий нашли и в спектрах других веществ. Такую дискретность излучений классическая физика опять-таки не объясняла (если не считать отдельных экзотических гипотез, которые мало кто принимал всерьез).
Особенно ярко эта проблема высветилась в середине XIX века, когда швед Андерс Ангстрем (Anders Jonas Ångström) и немец Юлиус Плюккер (Julius Plücker) с очень высокой для своего времени точностью измерили длины волн всех четырех линий водородного спектра, лежащих в оптическом диапазоне (то есть в видимом свете). Их результаты буквально заворожили Иоганна Бальмера (Johann Jakob Balmer), преподавателя физики в базельской женской гимназии и приват-доцента тамошнего университета. После многолетних поисков он подобрал формулу (см. также Balmer series), которой подчинялась эта четверка чисел. Она была очень простой, но для тогдашней физики несколько странноватой. Единственной переменной там служил квадрат целого числа m, большего двух. При подстановке значений m, равных 3, 4, 5 и 6, формула непонятно почему выдавала длины волн линий, измеренных Ангстремом и Плюккером. И чудеса на этом не закончились. Знакомый профессор физики сообщил Бальмеру, что астрономы промерили еще десяток водородных линий, лежащих в ультрафиолетовой части спектра. Их длины волн послушно встали в строй  — им соответствовали значения m в диапазоне от 7 до 16.
Бальмер опубликовал свои результаты в 1885 году (к слову, в том же году родился Бор). Вскоре было показано, что его формулу нетрудно обобщить, если ее записать не для длин волн, а для частот. Тогда она выглядит как ω = R(1/n12 – 1/n22), где n1 и n2 — целые числа, причем второе больше первого, ω — частота излучения, а константа R имеет размерность 1/сек. Это соотношение называют формулой Ридберга (см. также Rydberg formula) (иногда Бальмера–Ридберга), а Rпостоянной Ридберга (Rydberg constant). Частоты линий видимого спектра, вычисленные самим Бальмером, получаются из нее при n1 = 2, и n2 от 3 до 16. При n1 = 1 она рождает частоты линий ультрафиолетового диапазона, выявленные в 1906–14 годах американским спектроскопистом Теодором Лайманом (Theodore Lyman). При n1 = 3 формула выдает линии инфракрасного спектра водорода, которые в 1908 году открыл профессор Тюбингенского университета Фридрих Пашен (Louis Karl Heinrich Friedrich Paschen). Известны также спектральные серии водорода (см. также Hydrogen spectral series), соответствующие еще большим значениям n1, которые тоже прекрасно описываются формулой Ридберга.
  Вверху: модель атома водорода по Бору. Внизу: диаграмма энергетических уровней атома водорода. Здесь представлены серии Бальмера, Лаймана и Пашена
  К началу прошлого века эта формула вошла в учебники на правах чисто эмпирической зависимости. Ее объяснение стало ключевым успехом модели Бора.
 Дорога к квантам В 1903 году Нильс Бор поступил в Копенгагенский университет, где в декабре 1909 года получил степень магистра физики, а 13 мая 1911 года защитил докторскую диссертацию. Обе работы были посвящены электронной теории металлов, разработанной Паулем Друде (Paul Drude) и Хендриком Антоном Лоренцем (Hendrik Antoon Lorentz). Эта теория побудила Бора усомниться в способности классической физики объяснить свойства твердого тела, но до квантовых идей он тогда еще не добрался.
Став доктором наук, Бор получил годичную стипендию для работы за границей и в сентябре отправился в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета. Правда, у него не сложились отношения с ее директором, первооткрывателем электрона и Нобелевским лауреатом Джозефом Джоном Томсоном, так что пребывание в Кембридже особой пользы не принесло. Однако в ноябре он отправился в гости к другу покойного отца (кстати, известного физиолога и номинанта Нобелевской премии Христиана Бора) в Манчестер, где познакомился с Резерфордом. Тот пригласил молодого датчанина в свою лабораторию, где Бор и пробыл с марта 1912 года до конца июля.
Этот переезд радикально изменил его будущее. Он из первых рук ознакомился с моделью Резерфорда и задумался о том, как привязать электроны к ядру, не нарушая стабильности атома. Сначала он предположил, что электроны связаны с ядром упругими силами и потому вибрируют около него, как шарики на пружинке. Эта модель оказалась неудачной, но вывела Бора на квантовую физику.
Согласно теории Планка (Max Planck), энергия «атомного вибратора» равна целому числу n элементарных порций, квантов, причем энергия кванта задается произведением постоянной Планка h (см. также Planck constant) на частоту колебаний вибратора ω (то есть энергия вибратора Е = nhω). Бор уверовал в эту теорию и принялся искать новые способы связать ее с резерфордовской моделью.
 Планетарная модель Бор еще в Манчестере пришел к заключению, что теоретическое обоснование резерфордовской модели атома возможно лишь за рамками классической физики. Эта идея прочитывается в памятной записке, которую он отправил Резерфорду перед возвращением в Данию (см.: Niels Bohr Collected Works // North-Holland, Amsterdam, 1972. Vol. 2, p. 136). Бор пока на знал, как это сделать, но уже не сомневался, что без теории квантов не обойтись.
В Копенгагене Бор не прекращал обдумывать возможные объяснения структуры атома. В начале февраля он поделился своими идеями с молодым физиком Хансом Хансеном (Hans Marius Hansen), изучавшим спектроскопию в Геттингенском университете. Тот поинтересовался, нельзя ли на их основе объяснить спектральные формулы. Тут-то Бор вспомнил формулу Бальмера–Ридберга, которую, возможно, когда-то видел в учебнике, но прочно позабыл (позднее он утверждал, что до беседы с Хансеном вообще о ней не слышал, но это весьма сомнительно). Как бы то ни было, Бор понял, что эту формулу можно вывести с помощью дополнительной гипотезы, связывающей орбитальную энергию электрона с постоянной Планка. Уже 6 марта он послал Резерфорду рукопись статьи с изложением своих выводов, которая потом и была опубликована в журнале Philosophical Magazine.
 
Уравнения Бора до смешного просты, а их следствия — невероятно глубоки. Сначала он выписал классическую формулу, связывающую частоту обращения единичного электрона вокруг неподвижного атомного ядра с минимальной энергией
W, необходимой электрону, чтобы разорвать связь с ядром (она называется энергией ионизации). Для круговой орбиты она выводится с помощью школьной физики: ω = 21/2W3/2eEm1/2 (где ω — частота, e и E — соответственно заряды электрона и ядра, m — масса электрона). Затем Бор формулирует свою генеральную гипотезу: W = nhω/2 (половинка появилась по техническим причинам, которые можно опустить). Отсюда сразу следует, что W = 2π2me2E2/n2h2, то есть энергия ионизации электрона обратно пропорциональна квадрату целого числа. Бор вычислил также и диаметр орбиты электрона, где этот же квадрат вынесен в числитель. Такие вычисления не составят труда для семиклассника, причем отнюдь не отличника. Каков же итог? Бор ввел в свою модель классические орбиты электрона, но ограничил их набор с помощью квантовой гипотезы. Вот и получилось, что множество устойчивых электронных орбит хоть и бесконечно, но дискретно. Каждая из них имеет определенный номер n, он же квантовое число — 1, 2, 3 и далее до бесконечности. Чем больше n, тем дальше электрон от ядра. Эти орбиты Бор назвал стационарными состояниями.
Затем Бор формулирует два «принципиальных допущения», которые теперь называют постулатами. Согласно первому постулату, стационарные состояния можно описать посредством классической механики, но переходы между ними подобного описания не допускают. Второй постулат утверждает, что при самопроизвольном переходе электрона с одного стационарного состояния на другое испускается порция однородного (на современном языке — монохроматического) излучения, чья частота связана с энергией формулой Планка. В следующем абзаце Бор специально отметил, что эти постулаты противоречат классической электродинамике, но необходимы для объяснения экспериментальных фактов.
После этого Бор перешел к собственно атому водорода. Есть все основания считать, утверждает он, что этот атом состоит из ядра и одного-единственного электрона (к слову, это еще не было общепринятым). Поэтому для описания его электронных состояний можно использовать только что выведенные формулы, если принять заряд ядра E равным заряду электрона e. В этом случае формула Ридберга оказывается прямым следствием боровской модели!
 
Разность между энергиями ионизации стационарных состояний с номерами
n1 и n2 записывается как 2π2me4/h2(1/n12 – 1/n22). Согласно второму постулату, при переходе из состояния n2 в состояние с меньшим квантовым числом n1 испускается квант именно с такой энергией, которая в то же время равна его частоте, умноженной на постоянную Планка. Отсюда следует, что сама частота ω = 2π2me4/h3(1/n12 – 1/n22). Это и есть формула Бальмера-Ридберга, где константа R равна 2π2me4/h3. Если сюда подставить численные значения массы и заряда электрона и постоянной Планка, получится, что R = 3,1 × 1015 1/сек. Бор также вычисляет радиус ближайшей к ядру стационарной орбиты с квантовым числом n = 1, равный 0,55 × 10–8 см (сейчас его называют боровским радиусов водородного атома). Бор продемонстрировал объяснительную силу своей модели и другим способом. В конце XIX века гарвардский астроном Эдвард Чарльз Пикеринг (Edward Charles Pickering) обнаружил в излучении звезды Дзета Кормы спектральную серию, которая по структуре напоминала линии водорода, но не описывалась формулой Ридберга. В 1912 году те же линии промерил в лаборатории лондонский физик Альфред Фаулер (Alfred Fowler). Бор понял, что эти линии принадлежат атому гелия, лишенному одного электрона, то есть одноэлектронному иону этого газа. Тогда в формуле для частот излучения надо положить, что заряд ядра вдвое больше заряда электрона, отчего все частоты умножаются на 4 по сравнению с аналогичными частотами водорода. Это объяснение оказалось стопроцентно верным.
 И что потом? В сентябре и в ноябре Бор опубликовал еще две статьи с такими же заголовками, что и первая, где рассмотрел многоэлектронные атомы и молекулы (см: On the Constitution of Atoms and Molecules. Part II. Systems Containing Only a Single Nucleus // Philosophical Magazine. 1913. V. 26. P. 476–502 (в русском переводе: «О строении атомов и молекул». Часть вторая. Системы, содержащие только одно ядро) и On the Constitution of Atoms and Molecules. Part III. Systems containing several nuclei // Philosophical Magazine. 1913. V. 26. P. 857–875.) В ходе работы над ними Бор доказал, что магнитный момент орбитального электрона квантуется подобно энергии, и вычислил величину этого кванта. Правда, этот вывод Бор почему-то не стал публиковать, но в рукописи он сохранился. В 1920 году Вольфганг Паули (Wolfgang Pauli) назвал квант электронного магнитного момента магнетоном Бора (см.: W. Pauli. Quantentheorie und Magneton // Physikalische Zeitschrift. 1920. V. 21. P. 615–617). Точности ради стоит отметить, что за два года до Бора его вычислил румынский студент-физик Штефан Прокопиу (см.: Stefan Procopiu. Determining the Molecular Magnetic Moment by M. Planck’s Quantum Theory // Bulletin Scientifique de l’Académie Roumaine de Sciences, Bucharest, 1913. V. 1. P. 151), о чем Бор, конечно, не знал. Во второй статье Бор также отметил, что источником бета-лучей могут быть только распадающиеся атомные ядра. В обоснование этой гипотезы он привел два аргумента: во-первых, энергии бета-электронов слишком велики для того, чтобы они вылетали из атомных оболочек; во-вторых, различные изотопы одного и того же элемента, имеющие одинаковые электронные структуры, могут испускать бета-частицы неодинаковой энергии. Вскоре с аналогичными выводами выступила Мария Кюри, и уже на следующий год среди физиков сформировалось убеждение, что любые радиоактивные процессы связаны с ядерными превращениями.
Для объяснения электронной структуры атомов тяжелее водорода полуклассический-полуквантовый подход Бора оказался не слишком полезным. Это и немудрено, ведь такие структуры точно не вычисляются даже на основе уравнения Шрёдингера. Однако формулы для спектров одноэлектронных атомов (их называют водородоподобными), которые Бор вывел в своей первой статье, уравнение Шрёдингера оставило в силе.
И в этом Бору сильно повезло. В квантовой механике состояние электрона в составе атома описывается не одним, как у Бора, а тремя квантовыми числами (остальные два характеризуют величину и направление углового момента). Но если не учитывать спины электрона и ядра и не принимать во внимание релятивистские эффекты, то оказывается, что энергия электрона водородоподобного атома (и только его одного!) полностью определяется главным квантовым числом, которое как раз и ввел Бор. Поэтому в первом приближении спектральные линии водородоподобных атомов прекрасно соответствуют формуле Ридберга, выведенной в работе Бора. Чтобы заметить отклонения, необходимы более точные спектрографы, нежели те, которыми пользовались Ангстрем и Плюккер. Впервые их обнаружили Альберт Майкельсон и Эдвард Морли в 1887 году (Albert A. Michelson and Edward W. Morley. On a method of making the wave-length of sodium light the actual and practical standard of length // Philosophical Magazine. 1887. V. 24. P. 463–466). Любопытно, что это открытие было сделано одновременно с их прославленным экспериментом (см. Michelson–Morley_experiment), заставившим усомниться в существовании светоносного эфира. Оказалось, что линии водородного спектра (а также спектров многоэлектронных атомов) имеют тонкую структуру, то есть расщеплены на дублеты (их-то и наблюдали Майкельсон и Морли) или мультиплеты. Возможно, Бор не был осведомлен об этом в начале 1913 года, но в самом его конце он затронул эту проблему в письме к Резерфорду (Niels Bohr Collected Works. Vol. 2, p. 591). Первое и пока что частичное объяснение расщепления спектральных линий водорода дал в 1916 году профессор Мюнхенского университета Арнольд Зоммерфельд (Arnold Sommerfeld. Zur Quantentheorie der Spektrallinien // Annalen der Physik. 1916. V. 51. P. 125–167).
Полностью это явление (как для водорода, так и для остальных элементов) физики много позже интерпретировали на базе квантовой механики и квантовой электродинамики. Но это уже совсем другая история.
Алексей Левин