Лекции по атомной механике Том 1 - Борн М.
Скачать (прямая ссылка):
элементов
1 Н. G. J. Moseley, Phil. Mag., Bd. 26, S. 1024, 1913, Bd. 27, S. 703,
1914.
179
(напр., редкие земли) и также точно объяснить существующие там пробелы.
Для того, чтобы показать, с какой точностью справедливо соотношение (1),
приведем для некоторых элемен-
Так, находим 10,1 для Na (Z=ll), 36,3 для Rb (Z=37) и 76,5 для W (Z=74).
Пусть, следовательно, самые коротковолновые Л-линии будут соответствовать
переходу электрона от двухквантового пути на одяоквантовый путь. Тогда
постараемся объяснить, с помощью переходов из высококвантовых путей на
однокван-товые, остальные Л-линии. Действительно, К-линии примыкают к
теоретически требуемой границе
На том же месте лежит вышеупомянутый край поглощения. Закон линейного
возрастания VТсохраняется также и для /.-линяй. Попробуем объяснить эти
линии переходами на двухквантовые пути (ft=2), и для самой
коротковолновой /.-линии мы получим приближенную частоту
Но эта гформула не так точна, как полученная нами для /С-серии. Это
вполне понятно, так как теперь мы далеко удалились от ядра.
Эго обстоятельство по Зоммерфельду1 мы отметим следующей записью:
Тогда экспериментальные значения совпадают со'значением s, лежащим при
среднем Z около 6 или 7. Здесь тоже граница серии совпадает с краем
абсорбции. Наконец Af-линиям соответствуют переходы на трехквантовый
путь.
Переходя от системы рентгеновских линий к системе рентгеновских спектров,
мы получим наглядное представление о стационарных траекториях электронов.
Назовем /г-термом последний терм /(-линий; ему соответствуют квантовые (в
нашей модели) числа я=1, /; = 1.
Чтобы объяснить разнообразие /.-линий, для них необходимо допустить три
конечных терма (/.-термы при и= 2 и &=1 или 2). Тройное число термов
говорит о том, что квантовых чисел лиk
1 A, Sommerfeld, Ann. d. Physik, Bd. 51, S. 125, 1916.
RZ?_ l2 '
<"
(3)
180
недостаточно для их обозначения; здесь мы имеем явление, подобное явлению
множества оптических термов.
На основании нашей модели мы, конечно, дать эту теорию не можем '.
Далее, исследование рентгеновских линий дает пять УИ-тер-мов при п = 3 (&
= 1, 2, 3) и -семь Л/-термов при п=4; установлены также некоторые термы
О.
Здесь приводится графическое изображение этих различных термов,
заимствованное из работы Бора и Костера2 (рис. 16J.
Термы К и L (п = 1, п~2) появляются уже при самых легких элементах;
далее, Л1-терм (п=3) появляется при атомном номере 21, терм N (п=4)
приблизительно при 39 и терм О (п = 5) при 51. Что касается числа терм
каждого главного квантового числа, то мы видим здесь упомянутое уже выше
распадение на 3,5 и 7 термов; оно совершается неравномерно: сперва мы
находим два ?-,три М- и четыре ./V-терма, которые, все, кроме первого,
вновь распадаются на два терма.
Если не принимать во внимание это последнее распадение, появляющееся при
высоких атомных номерах, то мы будем иметь столько термов, сколько может
иметь значений побочное квантовое число. Правило, по которому
комбинируются термы, точно соответствует правилу выбора k (Ak= + 1).
Укажем еще на отклонения значений термов от линейного изменения корней.
Они ясно указаны на нашем рисунке (рис. 16^). Общую кривизну кривых (в
особенности тгерма К) Зоммерфельд(r) сводит к "релятивистской поправке" (§
33). Незначительные изгибы колена" например, при Z=56, и Z=74 связаны, по
Бору и Костеру, с внутренним строением электронных групп, о чем мы еще
будем говорить в дальнейшем (§ 32).
§ 30. Строение атома и химические свойства
Конечной целью теории атомного строения должно явиться построение всей
периодической системы элементов на основании атомных моделей. Такие опыты
были проделаны Бором уже в его первых работах, где он использовывает
"кольцевую мо-дель", из которой следовало, что отдельные электроны
располагались по углам нормального многоугольника ("колец"). Вычислению
такой кольцевой системы были посвящены многие работы Бора4 Зоммерфельда 5
Дебая8, Кроо7, Смекал8 и др..
1 Дать удовлетворительное объяснение с помощью модели вообше до сих пор
не удается.
* N. Bohr u D. Coster, Zeitschr. f. Physlk. Bd. 12, S. 342, 1923.
8 A. Sommerfeld, Ann. d. Physik, Bd. 51, S. 125, 1916.
4 N. Bohr, Phil. Mag, Bd.26, S. 476, 1913.
6 A. Sommerfeld, Physlk. Zeitschr, Bd- 19, S. 297, 1918.
* P. Debye, там-же, Bd. 18, S. 276, 1917.
7 J. К г о о, там-же, Bd. 19, S. 307, 1918.
8 A. S m e k a 1, Zeitschr. f. Physlk, Bd. 5, S. 91, 1921.
181
Рис. 16.
182
В особенности это касается исследования рентгеновских спектров; однако,
результаты оказались неудовлетворительными. Осталось, в сущности, лишь
одно важное замечание Зоммер-¦фельда о том, что такой электронный полигон
не просто вращается вокруг ядра, но для него не исключено такое движение,
при котором электроны движутся по конгруентным Кеплер-эл-липсам
(эллипсная связь).
Зоммерфельд исследовал также взаимное возмущение таких колец как в случае
их компланарности, так и в случае их расположения в разных плоскостях.
