Научно-эзотерические основы мироздания. Жить, чтобы знать. Книга 2

Рассматривая принцип работы лазера, мы познакомились с постулатами Бора по поводу стационарных орбит, по которым движутся электроны в атоме. Излучение или поглощение энергии происходит только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Напомним, что, стремясь объяснить устойчивость атома в рамках модели Резерфорда, Нильс Бор в 1913 году предположил, что у атома есть такие стационарные орбиты, находясь на которых электрон не излучает фотонов (света). Разные орбиты соответствуют разным уровням энергии. Когда электрон переходит с одной орбиты на другую, он или излучает, или поглощает один фотон. Если переход происходит с орбиты высокого уровня энергии на орбиту низкого уровня, фотон излучается. И наоборот [4].

Надо сказать, что существование уровней энергии в атомах было подтверждено опытами Франка – Герца в 1913–1914 годах.

Тут же встал вопрос: почему электрон, двигаясь ускоренно по орбите, не излучает энергии?

Чтобы понять это, рассмотрим такой пример.

Возьмем сосуд с насыщенным солевым раствором и охладим его. В некоторой точке сосуда выпадет кристаллик соли. Теперь нагреем сосуд, и кристаллик растворится. Снова охладим, опять выпадет кристаллик, но в другом месте. Продолжим эту процедуру и снимем весь процесс на кинопленку. А потом посмотрим полученный фильм на достаточно большой скорости. Что мы увидим? Мы увидим, как кристаллик движется по сосуду, выписывая немыслимые коленца. А на самом деле никакого механического движения он не совершает.

Оказывается, точно так же ведет себя электрон, находящийся на стационарной орбите. Он то «растворяется» в собственном электромагнитном поле, то «конденсируется» из него и занимает на орбите различные положения. Но при этом он не совершает механического движения, вот и не излучает энергии [5].

Странно? Конечно, странно! Так может вести себя не частица, а волна. Но электрон же частица. Во всяком случае, считался на то время частицей. Как частица может проявлять свойства волны? Что это еще за «волны материи»?

Дуальность

Дальнейшие результаты изучения света потрясли научную общественность. В 1922 году американский физик Комптон экспериментально доказал, что свет обладает волновыми и корпускулярными свойствами, то есть является одновременно и волной, и частицей. А эксперименты с рассеянием света электронами подтвердили наличие у электронов волновых свойств.

Это дало возможность французскому физику Луи де Бройлю в 1924 году выдвинуть идею о волновых свойствах материи, за разработку которой в 1929 году он был удостоен Нобелевской премии по физике. Оригинальная гипотеза де Бройля заключалась в том, что не только фотоны, но и все элементарные частицы обладают волновыми свойствами. Причем длина волны де Бройля тем меньше, чем больше масса частицы и ее скорость.

Например, частице массой 1 грамм, движущейся со скоростью 1 м/с, соответствует волна де Бройля с длиной 10–18 А (ангстрем). В свою очередь, 1 А = 10–10 м. А это лежит за пределами доступной наблюдателю области. Именно поэтому в механике макроскопических тел волновые свойства существенной роли не играют. Иное дело, когда речь идет о мире элементарных частиц.

Позднее гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально: на уровне элементарных частиц материя имеет двойственный аспект, который проявляется и как частицы, и как волны.

Поскольку ситуация с электроном в атоме непредсказуема, ибо никогда не знаешь, где он в следующий раз «выпадет в осадок», то термин «волна материи одиночного электрона» по предположению Макса Борна был заменен на термин «волна вероятности». Для электрона, как и для всех элементарных частиц, обладающих свойствами волны, теряет смысл понятие траектории, ибо нельзя одновременно задавать координату и скорость движения.

И, следовательно, ньютоновское описание движения частиц в микромире становится невозможным. По этой причине пришлось отказаться от понятия «силы» как мерила взаимодействия. Какие уж тут «силы», если взаимодействующие частицы не связаны между собой силовыми связями, а просто обмениваются фотонами, примерно как баскетболисты мячом на площадке, которую не могут покинуть, пока идет игра (своеобразное взаимное притяжение).