Избранные научные труды

При каждом испускании -частицы номер группы периодической системы, к которой принадлежит конечное ядро, на две единицы меньше номера группы, к которой принадлежит исходное ядро.

При каждом испускании -частицы номер группы конечного элемента на единицу больше, чем первоначального.

² См.: A. S. Russеll. Chem. News, 1913, 107, 49; G. v. Hevesy. Phys. Zeitschr., 1913, 14, 49; K. Fajans. Phys. Zs., 1913, 14, 131; Verh. d. D. Phys. Ges., 1913, 15, 240; F. Sоddy. Chem. News, 1913, 107, 97.

Как будет видно далее, это как раз то, что следовало ожидать согласно изложенному в § 4.

При выходе из ядра -лучи могут сталкиваться со связанными электронами во внутренних кольцах. Это приведёт к испусканию характеристического излучения того же типа, что и характеристическое рентгеновское излучение, испускаемое элементами с более низкими атомными весами под действием катодных лучей. Предположение, что -излучение вызвано соударениями -лучей со связанными электронами, было предложено Резерфордом ¹ для объяснения большого числа групп моноэнергетических -лучей, выбрасываемых определёнными радиоактивными веществами.

¹ Е. Rutherford. Phil. Mag., 1912, 24, 453, 893.

В настоящей работе была сделана попытка показать, что применение планковской теории излучения к атомной модели Резерфорда путём введения гипотезы об универсальном постоянстве момента импульса связанных электронов ведёт к результатам, которые кажутся согласующимися с опытами.

В последующей части работы эта теория будет применена к системам, содержащим два и больше ядер.

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ

СИСТЕМЫ С НЕСКОЛЬКИМИ ЯДРАМИ

§ 1. Введение

Согласно теории строения атома Резерфорда, различие между атомом элемента и молекулой химического соединения заключается в том, что первый состоит из электронного роя, окружающего единственное ядро, обладающее крайне малыми размерами и большой по сравнению с электронами массой, тогда как последняя содержит по крайней мере два ядра, разделённых расстоянием, сравнимым с расстояниями между электронами окружающего роя.

Руководящая идея предыдущих частей работы состояла в том, что атомы образуются постепенным связыванием ядром некоторого числа электронов, первоначально почти покоящихся. Но такое представление неприменимо при рассмотрении системы, состоящей из более чем одного ядра, поскольку в последнем случае нет ничего, что могло бы удержать ядра вместе во время связывания электронов. При этом нужно заметить, что если единственное положительно заряженное ядро в состоянии связать небольшое число электронов, то, напротив, два ядра с большим зарядом не могут удерживаться вместе парой электронов. Следовательно, мы должны предположить, что конфигурации с несколькими ядрами образуются при встрече систем (каждая из которых содержит одно ядро), ранее уже связавших некоторое число электронов.

В § 2 рассматривается строение и устойчивость уже связанных систем. Мы будем рассматривать только простейший случай, когда система состоит из двух ядер и одного кольца электронов, вращающихся вокруг прямой, соединяющей ядра. Результат расчёта даст, правда, указания на то, какие конфигурации следует ожидать в сложных случаях. Как и в предыдущих частях работы, мы предположим, что условия равновесия можно получить с помощью обычной механики. Но при определении абсолютных размеров и устойчивости системы мы воспользуемся основной гипотезой, установленной в части I. Согласно этой гипотезе, момент импульса каждого электрона относительно центра своей орбиты имеет универсальное значение h/2, где h — постоянная Планка. Кроме того, принимается условие устойчивости: общая энергия системы при заданной конфигурации меньше, чем при любой другой близкой конфигурации, удовлетворяющей тому же условию для момента импульса электронов.

В § 3 обсуждается ожидаемая конфигурация молекул водорода.

В § 4 рассматриваются способы образования системы. Будет предложен простой способ, дающий возможность проследить шаг за шагом соединение двух атомов при образовании молекулы. Будет показано, что получаемое расположение удовлетворяет условиям, использованным в § 2. Роль, которую играет момент импульса электрона в этих рассуждениях, является сильным доводом в пользу основной гипотезы.

Наконец, § 5 содержит некоторые указания на то, какого рода конфигурации можно ожидать для систем с большим числом электронов.

§ 2. Конфигурации системы и её устойчивость

Рассмотрим систему, состоящую из двух ядер одинакового заряда и одного кольца электронов, вращающихся вокруг прямой, соединяющей ядра. Пусть n — число электронов в кольце, -e — заряд одного электрона, Ne — заряд каждого ядра. Как легко показать, система будет находиться в равновесии, если ядра равноудалены от плоскости кольца и справедливо соотношение

b=a

4n

N

2/3

-1

-1/2

,

(1)

связывающее диаметр кольца 2a и расстояние 2b между ядрами.