Нильс Бор атом құрылымы туралы көзқарасты қалай өзгертті

ХХ ғасырдың басында адамзат заттың табиғатын түсінуде жаңа дәуірге қадам басты. Сол кезеңге дейін ғалымдар атомды бөлінбейтін ең ұсақ бөлшек деп есептегенімен, оның күрделі ішкі құрылымы бар екені туралы жорамалдар пайда бола бастаған еді. Алайда шынайы ғылыми серпіліс Дания физигі Нильс Бор атом моделін ұсынған кезде жасалды. Ол классикалық механика қағидаларын жаңа кванттық теорияның негіздерімен біріктіріп, ғылымға мүлде жаңа көзқарас әкелді. Бұл идеялар атом туралы түсінікті түбегейлі өзгертті әрі қазіргі микрофизиканың дамуына жол ашты.

Ескі гипотезалардан жаңа үлгіге дейін

Борға дейін атомның құрылымын түсіндіруге бағытталған түрлі модельдер ұсынылған болатын. Солардың бірі – Джозеф Томсонның моделі, ол атомды «пудингке» ұқсатып, оң заряд біркелкі таралған, ал электрондар оның ішінде орналасқан деп санады. Кейінірек Эрнест Резерфорд атомды Күн жүйесіне ұқсатып сипаттап, электрондар ядроны айналып жүреді деген тұжырым ұсынды. Бұл идея шындыққа бір қадам жақындатқанымен, классикалық физика заңдарына сәйкес электрондар энергиясын жоғалтып, ядроға құлап түсуі керек еді.

Нильс Бор осы мәселені шешудің жаңа жолын тапты. Ол Резерфордтың тәжірибелік нәтижелерін Макс Планк пен Альберт Эйнштейннің энергияның квантталуы туралы идеяларымен біріктіріп, атомды түсіндірудің жаңа моделін ұсынды.

Бор моделінің негізгі қағидалары

1913 жылы ғалым атомның құрылымына қатысты мүлде жаңа теорияны жариялады. Бұл тұжырымдар кейінгі онжылдықтарда кванттық физиканың дамуының өзегіне айналды.

1. Электрондар ядроны белгілі тұрақты орбиталар бойынша айналып жүреді. Әр орбитаға белгілі энергия деңгейі сәйкес келеді және электрон сол орбитада жүргенде энергиясын өзгертпейді.
2. Электрон бір орбитадан екіншісіне өткенде жарық кванты – фотон шығарады немесе сіңіреді. Бұл кезде энергия айырмасы орбиталар арасындағы деңгейге байланысты болады.
3. Атом тұрақты күйде болғанда энергия шығармайды. Осылайша электрондардың ядроға құлап түспеуінің себебі түсіндірілді.

Бұл қағидалар алғаш рет атомның ішкі құрылымын және оның сәуле шығару қасиетін біріктіріп қарастыруға мүмкіндік берді. Мысалы, Бор моделі сутегінің спектрлік сызықтарын нақты түсіндіріп, бұрын шешілмей келген сұрақтарға жауап берді.

Бор моделінің ғылымға әсері

Ұсынылған тұжырым физиканың дамуына орасан ықпал етті. Ол атомның тұрақтылығын түсіндіріп қана қоймай, жаңа зерттеу бағыттарының қалыптасуына себеп болды. Бор еңбегінің нәтижесінде бірнеше маңызды салдар байқалды:

• кванттық механиканың іргетасы қаланды;
• микродүниенің заңдары классикалық физикадан өзгеше екені дәлелденді;
• спектроскопия мен атом физикасының дамуы жеделдеді;
• химиялық байланыстар мен зат құрылымы туралы теориялардың қалыптасуына ықпал етті;
• Вернер Гейзенберг пен Эрвин Шрёдингер сияқты ғалымдардың жаңа буынына шабыт берді.

Бор еңбектерінен кейін физика жаңа кезеңге өтті – мұнда табиғат құбылыстары ықтималдықтар мен толқындық сипаттамалар арқылы түсіндіріле бастады.

Модельдің шектеулері мен идеялардың дамуы

Бор моделі ғылымды ілгерілеткенімен, ол барлық атомдарға жарай бермейтінін уақыт көрсетті. Күрделі элементтердің электрондық құрылымын дәл сипаттау үшін жаңа тәсіл қажет болды. Осыдан кейін кванттық-механикалық модель пайда болып, электрондардың қозғалысы тұрақты орбита түрінде емес, ықтималдық бұлттарымен сипаттала бастады.

1. Бор моделі сутегінің спектрін өте дәл түсіндірді, бірақ көп электронды атомдарға жарамсыз болды.
2. Кейінгі кванттық теория электрон қозғалысының нақты орбитамен емес, ықтималдық заңдылығымен жүретінін көрсетті.
3. Дегенмен Бордың қағидалары классикалық және кванттық физика арасындағы көпір қызметін атқарып, ғылым дамуына негіз болды.

Осылайша, белгілі бір шектеулеріне қарамастан, Бор теориясы қазіргі заманғы физиканың қалыптасуында шешуші рөл атқарды.

Нильс Бор тек атомның құрылымы туралы түсінікті ғана емес, физикадағы ойлау тәсілін де өзгертті. Ол табиғатты түсіндіру үшін бұрынғы интуитивті түсініктерден бас тартып, бақылауға және математикалық дәлдікке негізделген жаңа көзқарас ұсынды. Оның еңбектері ғылымның үнемі дамып, шектеулерден асуға қабілетті екенін дәлелдеді. Осы идеялардың арқасында адамзат материяның терең сырларын ашып, микродүние заңдарын зерттеудің жаңа дәуіріне қадам басты.