Избранные научные труды полностью

Этот взгляд на природу спектральных линий находится в очевидном согласии с эйнштейновским законом фотохимического эквивалента и влечёт за собой условия появления спектров в тесной связи с химическим состоянием рассматриваемого вещества. В самом деле, кажущееся непостоянство появления линий в спектрах испускания и поглощения полностью объясняется в соответствии с законом Кирхгофа, если принять во внимание, что испускание спектральной линии, соответствующей данному переходу между двумя стационарными состояниями, предполагает наличие атома в состоянии с более высокой энергией, тогда как условием поглощения является нахождение атома в состоянии с более низкой энергией. Обращение отдельных атомных процессов, с которыми мы здесь имеем дело, особенно поучительно, поскольку указанные процессы перехода являются существенно элементарными и находятся вне сферы обычной механической обратимости. Действительно согласно интерпретации комбинационного принципа, атом в стационарном состоянии будет, как правило, иметь выбор между рядом различных переходов в другие стационарные состояния, и наличие этих элементарных процессов несомненно является вопросом априорной вероятности. Шаг огромного значения, касающийся формулировки вероятностных законов для процессов излучения, был сделан, как известно, Эйнштейном в 1916 г., когда на основе упомянутых выше постулатов он дал ясный вывод планковского закона излучения абсолютно чёрного тела. Ещё более прямое подтверждение этих постулатов было получено несколькими годами раньше в известных экспериментах Франка и Герца по столкновениям между атомами и свободными электронами. Они нашли, в полном согласии с предсказаниями теории, что отсутствие обмена энергией между атомом и электроном возможно до тех пор, пока результатом столкновения не будет переход атома из его нормального состояния в другое стационарное состояние с более высокой энергией. Обсуждаемые процессы столкновения, безусловно, могут рассматриваться как химические реакции особенно простого типа, в результате которых атом переводится из его начального неактивного состояния в так называемое возбуждённое состояние, из которого он в общем случае возвращается в исходное состояние путём одного или нескольких шагов с испусканием излучения. Однако для теории химических реакций особое значение имеет то, что атом может возвращаться в свое нормальное состояние также и в результате безрадиационного процесса, при котором энергия активации передаётся путём столкновения со свободным электроном и с другим атомом в форме кинетической или химической энергии. На возможность подобных так называемых обратных столкновений впервые указали Клейн и Росселанд из рассмотрения теплового равновесия; важность этих процессов в химических реакциях наиболее поучительным образом показана недавними исследованиями Франка и его сотрудников.

*

Обсуждавшаяся до сих пор связь между атомной стабильностью и квантом действия является совершенно общей и лишь косвенно связана с моделью атома. Ввиду противоречия между постулатами, которые являются предметом нашего обсуждения, и обычными идеями механики и электродинамики, на которых базируется определение заряда и массы составных частей атома, ясно, что эти идеи могут иметь лишь ограниченную применимость для непосредственной разработки проблемы строения атома. Надлежащая основа детальной трактовки этой проблемы фактически была установлена в последние несколько лет благодаря развитию последовательной квантовой механики, которая разумно объединяет в себе эти два фундаментальных постулата.