АТОМНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ

Вводная часть

Спектроскописты зарегистрировали уже миллионы спектральных линий атомов, ионов и молекул. Это самый большой массив экспериментальной информации о микромире. Поэтому правильная интерпретация спектров имеет исключительно важное значение при формировании правильных представлений о микромире.

Теоретическая спектроскопия ортодоксальной физики базируется на приближённых методах расчета спектров атомов и ионов, следующих из идеи орбитального движения электрона в атоме и базирующихся на уравнении Шредингера, которое в трехмерном пространстве имеет вид

. (170)

Идея орбитального движения электрона в атоме сформулирована в 1911 году Э. Резерфордом, а в 1913 году появились постулаты Бора о стационарных орбитах и скачкообразных переходах электронов между ними, которые сопровождаются излучением, как тогда считали, квантов энергии. Впоследствии Луи Де Бройль дополнил эти идеи целым количеством длин волн электрона на каждой орбите радиуса .

. (171)

Учитывая, что и , получаем постулированное соотношение Нильса Бора

. (172)

При из - (171) следует . Это был первый трудно интерпретируемый результат, но на это не обратили должного внимания. Проигнорировали и более фундаментальную неясность: каким образом электроны атомов, летающие по орбитам, соединяют их в молекулы?

Тем не менее, полученные результаты позволили точно рассчитать спектр атома водорода, поэтому достоверность указанных идей была признана доказанной. Неспособность постулата Бора и его теории рассчитать точно спектр первого электрона атома второго химического элемента - гелия, требовала тщательного анализа причин такого положения, но это также было проигнорировано. Уравнение Шредингера (170) способствовало этому, так как из него следовала невозможность точного определения положения электрона в атоме. Чтобы как-то ослабить непонимание процесса образования молекул из атомов, понятие орбита заменили понятием орбиталь и пошли дальше, а мы остановимся и попытаемся устранить отмеченные противоречия.

Начнём с самого простого – анализа спектра атома водорода. Для этого сразу заменим понятия орбита и орбиталь понятием энергетический уровень электрона в атоме.