Мои открытия Статья № 11
Знакомый водород
Большинство читателей имеют представление о строении атома водорода на основе теории атома Н. Бора - Э. Резерфорда. Из квантовой механики узнать что-то существенное о строении атома водорода невозможно, даже будучи академиком. Квантовая механика не имеет отношения к строению атома, но "рассчитывает" квантовые уровни водорода по известным его спектрам. Как на самом деле образуются квантовые уровни в атоме, квантовая механика объяснить не может.
Из теории атома Н. Бора - Э. Резерфорда известно, что в атоме водорода имеются квантовые уровни (они же стационарные орбиты):
Вопрос чрезвычайной важности. Где эти стационарные орбиты находятся в атоме водорода? Это "борозды" в объеме водорода, в которые сваливается электрон и вращается? А в чем они проделаны, на чем держатся? Не верится, чтобы дело обстояло именно так. Опыты свидетельствуют, что атом "пустой", наблюдаются только электроны.
Электрон и протон, что, обладают искусственным интеллектом? Тогда можно еще понять, как в атоме функционируют столь многочисленные квантовые уровни и многочисленные переходы электрона:
Но где тогда содержится программа, управляющая искусственным интеллектом протона и электрона? В атоме водорода для нее нет места. Может эта программа квантовых переходов должна находиться во Вселенной? Все, конечно, может быть, но все же эта тема ближе для писателей-фантастов.
Существующие теории атома о возможном механизме формирования квантовых уровней в атоме водорода данную проблему не замечают. Я оказался "крайним" и в предыдущей статье № 10 изложил свои соображения на эту тему. Допускаю, что при описании механизма формирования квантовых уровней, что-то осталось неясным.
Неизвестный водород
Поэтому главной задачей этой статьи является демонстрация роли магнитного поля орбитального электрона в автоматическом формировании квантовых уровней.
Что мы должны понять в итоге? Априори в атоме водорода не существует стационарных орбит (рис.1) и квантовых уровней энергии со схемами переходов (рис.2 и рис. 3). Повторимся, все перечисленное выше в атоме водорода отсутствует. А что имеется?
В обычном (в основном состоянии) атоме водорода существует ядро (протон), электрон, одна круговая боровская орбита (основной энергетический уровень атома), по которой движется электрон. И еще в атоме водорода присутствует магнитное орбитальное поле.
Роль круговой орбиты - создание орбитального магнитного поля движущимся по ней электроном.
Роль орбитального магнитного поля:
1. Обеспечивать устойчивость атома водорода от падения электрона на ядро при внешних силовых воздействиях;
2. При внешнем возбуждении атома водорода магнитное поле движущегося электрона создает временную стационарную орбиту (она же - возбужденный квантовый уровень). После ухода электрона с этой временной стационарной орбиты (по другому - с временного возбужденного квантового уровня), орбита (квантовый уровень) исчезает.
3. Когда электрон покидает высоковозбужденный квантовый уровень, например n = 5, он не знает, на какой квантовый уровень посадит его собственное магнитное поле. Других квантовых уровней для сбитого электрона со своего квантового уровня ( n = 5) не существует. Магнитное поле движущегося электрона должно создать этот квантовый уровень и посадить на него электрон.
4. Выбор следующего квантового уровня (n=1,2,3,4) определяется внешними условиями, существовавшими при сбросе электрона со своего квантового уровня (в нашем примере это n = 5). Если импульс был сильным и направлен в сторону ядра атома, магнитное поле остановит электрон только на основном уровне n=1. При менее жестких условиях сброса электрона с уровня n=5, магнитное поле может остановить электрон на одном из уровней n=2,3,4 .
Для наглядности пояснения вышеизложенного обратимся к рис. 4.
На рис. 4А показан момент, когда атом водорода находится в процессе возбуждения. Электрон, получив внешний импульс, начинает удаляться от ядра (протона) по спирали. Почему именно по спирали? Причина в том, что в атоме водорода электрон обязан вращаться на любой орбите и в состоянии переходов с уровня на уровень (энергии).
В атоме водорода (и водородоподобных атомах) электрон вращается по круговой орбите, это закон Природы, что бы там не говорили Гейзенберг и Шредингер в своих теориях. Движение - это жизнь, а бесконечное движение - это вращение по кругу! (Шутка!)
Возвращаемся к рис. 4А. Мы констатировали, что электрон, получив из внешней среды импульс, стал удаляться от ядра (протона) по раскручивающейся спирали. Израсходовав энергию полученного импульса, электрон остановится и попытается перейти на круговую орбиту.
Такой переход получится, если в данный момент кулоновская сила "протон - электрон" не сможет преодолеть магнитное противодействие орбитального магнитного поля самого электрона. Чтобы двигаться электрону к ядру, указанная кулоновская сила должна сжимать орбитальное магнитное поле.
Как известно, магнитный поток, "захваченный" орбитальным током электрона, сохраняет свою величину. При движении электрона к ядру радиус спирали уменьшается и магнитное противодействие возрастает из-за сжатия магнитного поля снижающимся электроном. Но т.к. этот магнитный поток тоже возрастает при снижении электрона к ядру из-за увеличения его скорости, Статья № 1.
Перечисленные эффекты, способствующие превышению магнитных сил над кулоновскими силами в некоторый момент, что и останавливает электрон при его снижении к ядру. Так формируются квантовые уровни энергии в атоме водорода. Отвечает за этот процесс собственное магнитное поле электрона.
На рис. 4В схематично показан процесс формирования квантового уровня в "возбужденном" атоме водорода. Электрон, после остановки (так камень, брошенный вверх, останавливается) начинает снижаться (по спирали) к ядру атома.
Чтобы начать снижение и "сесть" на квантовый уровень, электрон должен излучить избыток энергии величиной Wx, рис.4В. Величина энергии Wx .должна быть достаточной для обеспечения условия, когда магнитная сила Fв становится больше кулоновской Fк.
В этот момент и образуется квантовый уровень, на который "садится" электрон и находится там до тех пор, пока внешний импульс (столкновение атомов, фотоны) не сместят электрон на основной уровень атома.
Как мы видим, постоянных квантовых уровней в атоме водорода нет . В атоме водорода существует постоянно один единственный квантовый уровень - основной или возбужденный. При переходе из основного уровня на возбужденный - основной уровень исчезает. И - наоборот, исчезает возбужденный уровень, при переходе электрона на основной уровень.
Так как квантовые уровни каждый раз формируются в несколько отличающихся условиях (температура, электромагнитные поля и др.) энергия квантовых уровней имеет естественный разброс энергий. Данное обстоятельство определяет ширину линий в спектрах излучений водорода и всю его палитру спектров тонкой структуры.
Всемировой вывод!
Вернер, "ты не прав!" ( слова в кавычках - не мои, Вернер - это Гейзенберг) Круговые орбиты в любом атоме являются несущим фундаментом для его электронной оболочки. Устранение орбит ведет к обрушению вещества Вселенной. Наши поздравления современным противникам круговых орбит в атомах! Вы все еще наденетесь обрушить Вселенную?
Что увидим раньше? Собственные уши, или металлический водород?
Битва за металлический водород идет с 1935 гола. Квантовая механика не в состоянии предсказать точную величину давления для перехода водорода в металлическое состояние. Эта цифра многократно уточнялась, есть победные реляции , а самого металлического водорода все нет и нет.
Опыт получения металлического водорода свидетельствует о том, что обычный водород является большой загадкой для пользователей квантовой механики, не способной оценить прочность водорода и вычислить давление, которое разрушит его на протон и электрон. Для металлического состояния нужны свободные электроны.
Из теории атома Бора следует , что в основном состоянии в электронной орбите водорода содержится один квант магнитного потока Фо. В пересчете на магнитное давление это соответствует давлению разрушения водорода Р = 1,1.10^12 Па. На сегодня достигнуты давления Р=4,95.10^11 Па, что вдвое меньше, чем моя оценка.
Выдержат ли алмазные наковальни такое давление?
Продолжение следует!..
