5

При дорелятивистских скоростях полная энергия электрона согласно (8) определяется суммой внутренней и кинетической энергии: первая характеризует предельную энергию m₀c² = ћw₀ = Const самовращения электрона вокруг оси 0X (рис. 1), вторая — энергию m₀u²/2 = Var поступательного движения центра самовращения вдоль этой оси.

При захвате электрона ядром атома (рис. 5) предельная энергия самовращения сохраняется количественно и качественно, а кинетическая энергия поступательного движения преобразуется в энергию связи. При этом центр О самовращения свободного электрона (положение 1 на рис. 5) по завершении процесса захвата начинает вращаться вокруг ядра, либо совершать линейные колебания вблизи него. Результатом сложения указанных двух видов движения оказывается совмещение центра самовращения электрона с центром атомного ядра и вращение электрона вокруг ядра по круговой или эллиптической спирали (положение 2) с собственным моментом импульса l > 0, частным случаем которого является плоская волна де Бройля (положение 3) при l = 0.

Таким образом, попадая в поле ядра, электрон продолжает двигаться по спиральной траектории, описываемой теми же уравнениями движения (3) и (4) при возросшей суммарной жёсткости K силового поля. Первое из них приводит к уравнению баланса энергии орбитального или «годового» вращения связанного электрона
(14) U = mu², где
(15) U = (u/c)Kr = (u/c)E
— радиальная составляющая энергии потенциального взаимодействия. А второе — к уравнению баланса энергии «суточного» или спинового вращения электрона
(16) iU = – imu²/2 = – ћw/2, где
(17) iU = – (u/c) iE
— осевая составляющая энергии потенциального взаимодействия или энергия связи электрона в атоме, ћ/2 — спин электрона. Последнее соотношение после несложных преобразований приводится к следующему виду:
iU = – cmu(r/r) = – cћ/r.

С учётом полученного результата при делении левой и правой частей соотношения (16) на mc² и замене u/c на 1/n согласно (11) получаем выражение для «разрешённых» переменных спиральных орбит электрона в атоме:
(18) ir_n = 2Zr_en ²,
где r_e = e²/mc² = 0,2818 ·10^–12 см — классический радиус электрона. А в результате деления составляющих соотношения (14) на mc² и при замене u/c на m₀r₀/mr согласно тому же соотношению (11) получаем формулу для радиуса орбиты «годового» самовращения связанного электрона:
r_B = ћ²/ Ze²m;
для атома водорода (Z = 1) это составляет величину r_B = 0,53·10^{– 8} см, равную радиусу первой боровской орбиты в КМ. Сравнение величин ir_n и r_B даёт:
(19) ir_n/r_B = 2Z ²a ²n ²,
где a = e²/ћc = 1/137 — постоянная тонкой структуры.

Таким образом, приходим к модели атома водорода, несколько отличной от модели Бора. В ней единственный электрон осуществляет «годовое» вращение вокруг ядра по замкнутой эллиптической или плоской спирали радиуса r, большего или равного r_B. Основному состоянию атома соответствует плоская (l = 0) спираль с амплитудой колебаний ir_n = 2r_e, отвечающей значению n = 1 в соотношении (18). Возбуждённым состояниям атома отвечает плоская или эллиптическая (l > 0) спираль с амплитудой колебаний ir_n = 2r_en² при n = 2,3,4…. Возврат электрона из возбуждённого состояния в основное сопровождается световым излучением, а переход с эллиптической спирали на плоскую при заданном значении n, по-видимому, ответственен за коротковолновое (рентгеновское) излучение.

Такая модель в состоянии объяснить как природу лэмбовского сдвига энергетических уровней атома водорода, породившего (совершенно ненужную при реальности силовых полей) гипотезу физического вакуума, так и обнаруженное в опытах Штерна-Герлаха расхождение величин гиромагнитных отношений (связывающих магнитные и механические моменты) для орбитального и спинового вращения электрона: первое обусловлено изменением осевой составляющей iU энергии потенциального взаимодействия в процессе орбитального вращения электрона, второе двукратным превышением величины (14) энергии (и момента импульса) орбитального вращения электрона над энергией (16) спинового вращения.

НАЗАД < > ВПЕРЁД

[Главная][Презентация][Очерки][Статьи][Брошюра][Изобретения][Мой архив]

Хостинг от uCoz