Избранные научные труды

Примечательно, что теория даёт почти правильное значение энергии, необходимой для удаления электрона не только из внешнего кольца, но и из внутреннего. Это приблизительное согласие между вычисленными и экспериментальными значениями тем более поражает, если вспомнить, что необходимые в обоих случаях энергии для элемента с атомным весом 70 различаются в 1000 раз.

В связи с этим нужно особо подчеркнуть, что поразительная монохроматичность характеристического рентгеновского излучения, установленная в опытах как по поглощению лучей, так и по их интерференции, недавно наблюдавшейся в опытах по дифракции рентгеновских лучей в кристаллах, согласуется с основным предположением, использованным в части I (см. стр. 89) при рассмотрении линейчатых спектров. Оно состоит в том, что излучение, испускаемое при переходе системы между различными стационарными состояниями, монохроматично.

Полагая F = N в формуле (4), для диаметра самого внутреннего кольца получаем приближённо 2a = (1/N)·10^-8 см. Отсюда при N = 100 находим 2a = 10^-10 см, т.е. величину, очень малую по сравнению с обычными атомными размерами, но всё ещё большую по сравнению с размерами, которые нужно ожидать для ядра. По расчётам Резерфорда размеры последнего оказываются порядка 10^-12 см.

§ 6. Радиоактивные явления

Согласно излагаемой здесь теории, образование роя электронов, окружающего ядро, сопровождается испусканием энергии; их расположение будет определяться условием, чтобы испущенная энергия была максимальной. Устойчивость, обусловленная этим предположением, кажется соответствующей общим свойствам материи. Но она находится в явном противоречии с явлениями радиоактивности, и согласно теории, следовательно, происхождение этих явлений надо искать не в распределении электронов вокруг ядра.

Необходимым следствием теории строения атома по Резерфорду является внутриядерное происхождение -частиц. На основании предлагаемой теории надо считать, что и быстрые -частицы испускаются ядром. Во-первых, спонтанное испускание -частицы из роя электронов, окружающего ядро, совершенно чуждо принятым свойствам системы. Во-вторых, вряд ли можно ожидать, что испускание -частицы окажет существенное воздействие на устойчивость электронного роя. Воздействие испускания может быть двоякого рода. С одной стороны, при прохождении через атом частицы могут соударяться со связанными электронами. Это воздействие будет одинаковым с тем, которое оказывает облучение -частицами других веществ; нельзя ожидать, что оно вызовет последующее испускание -частиц. С другой стороны, испускание частиц вызовет изменение в расположении связанных электронов, поскольку остающийся у ядра заряд будет отличаться от первоначального. Чтобы рассмотреть последний процесс, представим себе одно единственное кольцо электронов, вращающихся вокруг ядра с зарядом Ne и допустим, что -частица выбрасывается в направлении, перпендикулярном плоскости кольца. Выбрасывание частицы, очевидно, не вызывает изменения момента импульса электронов и, если скорость -частицы мала по сравнению со скоростью электронов (а это осуществляется для внутренних колец атома с большим атомным весом), кольцо постепенно расширяется, а после выбрасывания занимает положение, требуемое теорией для устойчивого кольца, вращающегося вокруг ядра с зарядом (N - 2)e. Рассмотрение этого простого случая ясно указывает на то, что испускание -частицы не оказывает продолжительного воздействия на устойчивость внутренних электронных колец в оставшемся атоме.

Вопрос о происхождении -частиц может быть рассмотрен и с другой точки зрения, основанной на изучении химических и физических свойств радиоактивных веществ. Общеизвестно, что многие радиоактивные вещества имеют очень близкие химические свойства, и поэтому до сих пор не удавалось разделить их химическим путём. Имеются также некоторые данные, что упомянутые вещества имеют одинаковый линейчатый спектр ¹. Многие авторы высказали предположение, что эти вещества различаются только по своим радиоактивным свойствам и атомному весу и идентичны по всем остальным физическим и химическим свойствам. Согласно теории, это означает, что заряд ядра, как и расположение окружающих электронов, в некоторых элементах будет одинаковым, и единственное различие будет заключаться в массе и внутренних свойствах ядра. Согласно рассуждениям § 4 это предположение подтверждается тем фактом, что число радиоактивных веществ больше, чем число находящихся в нашем распоряжении мест в периодической системе. Если это предположение верно, то тот факт, что два кажущихся идентичными элемента испускают -частицы с разной скоростью подтверждает внутриядерное происхождение как -лучей, так и -лучей.

¹ См.: A. S. Russell, R. Rossi. Ргос. Roy. Soc., 1912, А87, 478.

Этот взгляд на происхождение - и -лучей очень просто объясняет связь характера изменения химических свойств радиоактивных веществ с природой испускаемых частиц. Результаты опытов могут быть выражены двумя правилами ².