§ 57. Поглощение и испускание света атомами

Классическая модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом, успешно интерпретировала данные опытов по рассеянию альфа-частиц. Однако она наталкивалась на серьёзные теоретические трудности. Согласно этой картине, электроны, движущиеся по орбитам вокруг ядра, испытывают постоянное ускорение. Ускоренно заряженные частицы обязаны непрерывно терять энергию, излучая электромагнитные волны. В результате электрон должен быстро упасть на ядро, и атом перестал бы существовать. Кроме того, при сближении с ядром частота вращения и частота излучения плавно возрастали бы, что давало бы сплошной спектр. Эксперименты же неизменно фиксировали устойчивость материи и дискретный характер световых линий, что прямо противоречило классическим выводам.

Преодолеть эти противоречия в 1913 году удалось датскому учёному Нильсу Бору. Он объединил классическую механику с гипотезой Макса Планка о квантовании энергии. Бор выдвинул положения, определяющие новую модель. Первое утверждение гласит, что атомная система может существовать лишь в особых стационарных состояниях. Каждому такому состоянию приписывается строгое значение энергии, называемое энергетическим уровнем. Находясь в таком режиме, система не обменивается излучением с окружением.