Гравитация и эфир

И только теперь мы приведём рисунок распределения энергий, который (наконец-то) будет понятен школьнику (заметим, что физики не опускаются с их высот понимания ими процессов до таких простецких рисунков – диаграмм, рис. 21.4).

Из приведённого рисунка прозрачно вытекает следующая основная формула распределения энергий атомной системы:

Но поскольку «энергия ионизации» по своей физике должна быть такой, чтобы «обнулять» полную энергию атома, то она должна быть в точности равной по абсолютной величине этой полной энергии:

И, следовательно, наука химия нам определяет полную энергию атома:

Рис. 21.4

А это значит, что потенциальная энергия атома с электроном, кружащим по первой боровской орбите, равна:

Таким образом, потенциальная энергия атомной системы оказывается по абсолютной величине ровно вдвое больше кинетической составляющей энергии системы так, что можно записать:

Кстати, ровно об этом же говорит так называемая «теорема вириала», хотя эта теорема была доказана в науке задолго до того, как физики начали конкретно заниматься теорией атома.

Например, в применении этой теоремы к гравитационной системе тел, она указывает, в какой пропорции начальная энергия «делится в среднем» между кинетической и потенциальной энергией во время движения замкнутой гравитационной системы.

Выражение «вириал» происходит от латинских слов «vis» – «сила» или множественное число «vires» – «силы» или «энергии». Оно было введено Клаузиусом в 1870 году.

В применении к квантовой физике: среднему по времени от некоторой классической величины можно сопоставить математическое ожидание квантового аналога этой величины в состоянии с определённой энергией. В переводе на язык механики атома, и глядя на наш рисунок 21.4, мы видим, что «математическим ожиданием», как некоторым средним по времени, является монотонное движение электрона по стационарной орбите. Но по какой из них, если у атома – несколько (много) таких орбит? В теории атома нам надо оттолкнуться от какой-то конкретики. Конкретика же определяется опытом людей. Но все физики с незапамятных времён проводили свои опыты не в каком-нибудь «холодном далёком космосе», как и не в какой-нибудь «жаре внутри Солнца», но на поверхности планеты Земля; да ещё, кроме того, не «на морозе» или не на «африканской жаре», но вполне себе в «тёплых лабораториях» с комнатной температурой. Химики в своих реакциях ионизировали атомы элементов тоже в этих же «комнатных» условиях. Обобщая свой опыт, физики выяснили, что у атома любого элемента есть, при этих условиях, одна главная «чёткая» орбита, на которой электрон задерживается при этих условиях на длительное время. И если каким-нибудь образом возбуждать атом (например, нагреванием газа), то выяснилось (методом спектроскопии и последующими из неё расчётами), что электрон в атоме норовит опуститься на некоторую «нижнюю» орбиту, которую физики назвали первой «боровской». И сейчас мы поясним школьнику следующее, о чём физики ему не договаривают.