Вопросы естествознания. Модель Бора.
Jun. 25th, 2020 12:31 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
bowhillВ предыдущей беседе на тему атомов описывать устройство атома никто не спешил. И это вообще-то понятно. Поэтому я попробую изложить популярные взгляды на эту тему и продолжить обсуждение вопросов.
Итак, есть модель Резерфорда—Бора, мы изучаем её в школе и в институтах, за вычетом специализированных физических факультетов и институтов. Это именно та модель, с которой живут, наверное, девяносто процентов людей с техническим и почти все с другими видами образования. Это та модель, которую мы видим в научных передачах на ТВ и клипах физиков в Интернете.
Итак, у нас есть пустое пространство космоса, в котором встречаются протон (+) и электрон (-). При благоприятных условиях они притягиваются, образуют систему и получается атом — это водород. Этот водород собирается в облака, облака под действием собственной гравитации собираются в звёзды, в которых начинаются реакции термоядерного синтеза элементов вплоть до железа, часть звёзд взрывается сверхновыми — образуются элементы тяжелее железа, в общем, всё то, из чего мы с вами состоим. Но вернёмся к атому водорода.
В модели Бора лёгкий электрон вращается вокруг тяжёлого протона. Вращение — это движение с ускорением. Заряженная частица, которая движется с ускорением, создаёт электромагнитное излучение. Элементами этого излучения являются фотоны. Так что электрон должен непрерывно излучать, терять при этом энергию и, в итоге, падать на протон. Примерно так же спутники, тормозясь о воздух, нагревают себя и атмосферу, теряют энергию и падают на Землю. Но с электроном этого не происходит — он движется с ускорением без излучения. И поэтому мы аксиоматически вводим правило, по которому электрон может находиться только на определённых орбитах (состояниях), и излучать фотоны только фиксированных порций (квантов) энергии, соответствующие этим орбитам.
А теперь несколько вопросов на определение основных характеристик перехода электрона с орбиты на орбиту (времени, пути и т.д.). Вопросы не расчётные, а оценочные, то есть на определение порядков величины и физического смысла процессов. Назовём время перехода электрона с одной орбиты (состояния) на другую временем t.
Вопрос 1: Оцените время t.
Если так удобнее, то можно выбрать из вариантов: a) 0; b) планковское время; c) время распространения информации; d) кинематическое время (изменения скорости вращения).
Вопрос 2: Где будет находиться электрон в момент времени t/2.
Я понимаю, что люди, закончившие физические факультеты могут пользоваться квантовой моделью, и разговор об этом будет впереди, потому что эти вопросы можно изменив сформулировать и в квантовой модели. Но этот разговор не на глубину знания физики и не только о физике. Так что пока разговор о физическом смысле существенного процесса в терминах и параметрах модели, которую мы все учили, учим сейчас и которая известна очень многим.
---
1. «Вопросы естествознания». https://bowhill.dreamwidth.org/320884.html (06.15.2020)
Итак, есть модель Резерфорда—Бора, мы изучаем её в школе и в институтах, за вычетом специализированных физических факультетов и институтов. Это именно та модель, с которой живут, наверное, девяносто процентов людей с техническим и почти все с другими видами образования. Это та модель, которую мы видим в научных передачах на ТВ и клипах физиков в Интернете.
Итак, у нас есть пустое пространство космоса, в котором встречаются протон (+) и электрон (-). При благоприятных условиях они притягиваются, образуют систему и получается атом — это водород. Этот водород собирается в облака, облака под действием собственной гравитации собираются в звёзды, в которых начинаются реакции термоядерного синтеза элементов вплоть до железа, часть звёзд взрывается сверхновыми — образуются элементы тяжелее железа, в общем, всё то, из чего мы с вами состоим. Но вернёмся к атому водорода.
В модели Бора лёгкий электрон вращается вокруг тяжёлого протона. Вращение — это движение с ускорением. Заряженная частица, которая движется с ускорением, создаёт электромагнитное излучение. Элементами этого излучения являются фотоны. Так что электрон должен непрерывно излучать, терять при этом энергию и, в итоге, падать на протон. Примерно так же спутники, тормозясь о воздух, нагревают себя и атмосферу, теряют энергию и падают на Землю. Но с электроном этого не происходит — он движется с ускорением без излучения. И поэтому мы аксиоматически вводим правило, по которому электрон может находиться только на определённых орбитах (состояниях), и излучать фотоны только фиксированных порций (квантов) энергии, соответствующие этим орбитам.
А теперь несколько вопросов на определение основных характеристик перехода электрона с орбиты на орбиту (времени, пути и т.д.). Вопросы не расчётные, а оценочные, то есть на определение порядков величины и физического смысла процессов. Назовём время перехода электрона с одной орбиты (состояния) на другую временем t.
Вопрос 1: Оцените время t.
Если так удобнее, то можно выбрать из вариантов: a) 0; b) планковское время; c) время распространения информации; d) кинематическое время (изменения скорости вращения).
Вопрос 2: Где будет находиться электрон в момент времени t/2.
Я понимаю, что люди, закончившие физические факультеты могут пользоваться квантовой моделью, и разговор об этом будет впереди, потому что эти вопросы можно изменив сформулировать и в квантовой модели. Но этот разговор не на глубину знания физики и не только о физике. Так что пока разговор о физическом смысле существенного процесса в терминах и параметрах модели, которую мы все учили, учим сейчас и которая известна очень многим.
---
1. «Вопросы естествознания». https://bowhill.dreamwidth.org/320884.html (06.15.2020)
