Со времени открытия линейчатой структуры спектров излученья (а также поглощенья) находящихся в атомарном состоянии веществ перед физиками встал вопрос об объяснении такой структуры спектров. И наиболее удачно это сделал датский физик по имени Нильс Бор. И он, как в своё время Александр Македонский, просто рубанул сплеча. А именно постулировал (у физиков это называется так), что в атоме электроны - как солдаты, ибо им около ядра вращаться можно по некоторым стационарным лишь орбитам, которые удовлетворяют тем условиям, которые сформулировал Бор.
Чуть позже французский физик по фамилии Де Бройль гипотезу сформулировал такую: любая движущаяся частица (и конечно же, электрон) тождественна некоторой волне неопределённой тут природы, длину волны которой очень просто можно тут узнать. А именно, поделив постоянную Макса Планка на модуль импульса механического частицы этой.
После этого Эрвин Шредингер и Вернер Гейзенберг развили идею эту (о тождественности (движущейся!) частицы и волны) и квантовую механику создали. И для этого они новое понятие ввели: функция волновая. Физическая интерпретация которого тогда была неясна.
Чуть позже Нильс Бор и Вернер Гейзенберг во время совместной работы в Копенгагене около 1927 года усовершенствовали вероятностную интерпретацию волновой функции, данную М. Борном. В результате чего они пришли к заключению: плотность вероятности нахождения частицы в данной точке конфигурационного пространства в данный момент времени считается равной квадрату абсолютного значения волновой функции этого состояния в координатном представлении.
И вот прошло уже почти 100 лет с того момента. Но до сих пор пытливые умы (которых даже понятие плотности вероятности нахождения частицы в данной точке уже смущает ) пробуют на прочность квантовой механики зданье (как в своё время пробовал на прочность Николай Коперник здание, возведённое некогда Клавдием Птолемеем)
Попробуем и мы пойти по их пути.
Приравняем мы энергии фотона по формуле Планка и по формуле Эйнштейна:
h*nuДБ(Ф)=m(Ф)*c^2 => h= m(Ф)*c^2/nuДБ(Ф)
Формула такая – о чём нам говорит?
Что фотон – это лишь источник той волны электромагнитной, которая связывается (а то и отождествляется) с ним.
Равно как волна Де Бройля, создаваемая при движении электроном - не электрон тут вовсе, а его движенья результат.
Ну а фотон – это прообраз той частицы, которая при движении своём якобы возбуждает обыкновенную эм-волну, которая, как волна Де Бройля, и отождествляется с фотоном. Которого в реальности вовсе нет.
Но зато есть её тут масса:
m(Ф)=h*nuДБ(Ф)/c^2
Отсюда нам понятно: масса фотона определяется волны Де Бройля (связываемой с фотоном) частотой. А вот для электрона (как реальной всё-таки частицы) масса определится так:
m(Э)=h*nuДБ(Э)/(c*v(Э))
В итоге импульс электрона равен импульсу частицы, которая возбуждает данную фолну Де Бройля (с данной частотой):
m(Э)*v()=h*nuДБ(Э)/c
Поэтому введём сначала уточненье мы в теорию эту:
1)волна Де Бройля – это вовсе не сама частица;
2)но волна тут эта – возникает вследствие движения частицы в некоторой гипотетической среде (которая одним (необыкновенным) свойством обладает: она, по-видимому, всюдосущна);
3)отсюда вывод: такая вот волна всегда тут движущуюся частицу сопровождает, поэтому и быть может спутана с нею.
Теперь представим мы тут электрон, вращающийся около ядра.
И в этом случае мы получаем нарушение принципа интерференции, а именно такого, что налагаться друг на друга могут минимум 2 волны. А именно потому, что:
1)волна де-Бройля, которую создаёт электрон (в каждой точке его орбиты) сферическая;
2)излучается эта волна из разных точек (нахожденья электрона на орбите).
Поэтому такая волна может интерферировать сама с собой.
Поэтому, если в длине орбиты электрона укладывается целое число длин этой волны, то в каждой точке тут орбиты волна, излучаемая электроном на следующем витке, будет синфазна (в любой точке орбиты) с волной, излучённой на текущем витке (или предыдущем) Поэтому на орбите (в любой её точке) данного радиуса – будет получаться максимум картины интерференционной. (а значит, и стационарная орбита электрона)
Но ведь волна от любой точки на орбите электрона будет в разные стороны расходиться. А это значит, что в любой точке интерференция будет наблюдаться, и в центре атома, например (там, где ядро) Но там же минимум обязательно должен быть.(и как нам это объяснить?)
И вообще, понятно, что в этой же ИК-картине также минимумы получаться будут.
А еще понятно то, что будут здесь и максимумы других порядков. Которые соответствуют орбитам электрона более высокого порядка. А именно, если длина орбиты электрона – совпадает с длиной волны Де Бройля для данного электрона, то вот мы и получим тут орбиту 1-го порядка. Ну и так далее, и понятно, что порядок тут орбиты порядку максимума на ИК-картине соответствовать будет.
Поэтому давайте мы конкретней разберёмся. Обозначим S физическую величину, колебания которой в волне Де Бройля (от частицы) происходят (предположительно плотность вероятности нахождения электрона это будет)
И пусть движение электрона описывается функцией такой:
X(A)=R*cos(alfa(A))
Y(A)=R*sin(alfa(A))
Где А – это та точка, в которой в данный момент находится электрон.
Причём имеется тут такая связь:
alfa(A(t))=omega*t
где omega – угловая скорость электрона, поэтому
omega=v/R
где v – линейная скорость электрона на орбите,
R – радиус её.
Поэтому излучаемая электроном тут волна Де Бройля будет такова:
S(A)=Sm*cos(omegadb*(t-t(A)))
Где t(A) – это время ситуации, когда электрон находится в точке А,
Omegadb – это новое открытие тут будет, а именно циклическая частота волны Де Бройля (которая элементарно получается из её длины волны)
Отсюда в некоторой точке B пространства данная волна принята будет в такой вот форме:
S(A,B)=Sm*cos(omegadb*(t-t(A)-d(A,B)/c))
Где d(A,B) – расстояние от точки А до точки В пространства.
И точка В, я повторюсь, в отличие от точки А, от времени не зависит. А поэтому в данной функции произвольной может быть.
Так что ж в итоге будет в произвольной точке тут пространства? А наложение всех волн, которые за период времени данный наш электрон тут испустил. Которое физики интерференцией называют. А математики тут просто интеграл конкретный вычисляют, а именно от функции S(A,B) по t(A), пробегающей значения в некотором интервале. (но более наглядно - по интервалу времени, кратному периоду вращенья электрона)
Ну вот и все исходные посылки (для матмоделирования этого процесса) есть тут у нас .
И что же нам в итоге, после этого матмоделирования предстоит тут доказать?
А что электрон, и 100%но определённо, может исключительно (иль хотя бы преимущественно) вращаться лишь по тем орбитам, которые постулировал Нильс Бор.
Поэтому и гипотезу изначальную нашу:
«если в длине орбиты электрона укладывается целое число длин (его) волны Де Бройля, то в каждой точке тут орбиты волна, излучаемая электроном на следующем витке, окажется синфазна (в любой точке орбиты) с волной, излучённой на текущем витке (или предыдущем) Поэтому на орбите (в любой её точке) данного радиуса – будет получаться максимум картины интерференционной. (а значит, и стационарная орбита электрона)»
мы из этой матмодели исключаем.
Но еще нам важно то, что интерференционная (ИК) картина будет в данном случае (как, впрочем, и в любом другом тоже) возникать не только там, где находится сам электрон, но и в окружающем его пространстве. А отсюда мы и выходим на идею объясненья всего того множества орбиталей (s,p,d,f и так далее), которые, как ни странно, возникают при вращении электрона по орбите всякого порядка.
(ведь то, что обнаруживаем мы в формах орбиталей электрона - это всего лишь элементы той ИК-картины, которые мы от электрона на расстоянии от него тут видим)
А тем более, если учесть, что всё-таки орбита вращения электрона – не окружность вовсе, а именно сфера.
Что, конечно же, для современной физики не совсем обычно.
вперёд http://www.proza.ru/2016/04/15/2377