Избранные научные труды. Том 1

1 В нескольких цитированных статьях приводятся соображения, в некоторой степени сходные с изложенными в этой статье. Нов первую очередь моё внимание привлекало, в связи с возможностью предлагаемого толкования явления, письменное сообщение Франка об исследовании, проведённом Ганле в Гёттингене. Его результаты особенно удобны для выявления тесной связи между рассматриваемыми поляризационными явлениями и постоянным исчезновением квантования направления при ослаблении напряжённости магнитного поля. Вообще настоящая статья преследует цель подчеркнуть, что эти удивительные, на первый взгляд, поляризационные явления при ближайшем рассмотрении, по-видимому, не представляют фундаментальной трудности для квантовой теории. Они скорее обнаруживают характерную черту этой теории.

Согласно классической теории, сущность флуоресценции заключается в рассеянии света, непосредственно вызываемого вынужденными колебаниями электронов, амплитуда которых пропорциональна возбуждающему световому вектору. Для объяснения явления дисперсии в квантовой теории также приходится учитывать некоторое рассеяние света атомами в нормальном состоянии. Вместе с тем эта теория предполагает, что значительная во всяком случае часть флуоресцентного света испускается атомами, которые благодаря облучению переводятся из своих нормальных состояний в возбуждённые стационарные состояния. Испускаемое этими возбуждёнными атомами излучение связано с переходами, при которых атом либо возвращается в нормальное состояние, либо переходит в другое стационарное состояние с меньшей энергией. Согласно принципу соответствия, эта возможность в свою очередь связана с появлением определённых «соответствующих» гармонических компонент колебания электрического момента атома, зависящих от характера движения атомных частиц. Но смысл квантовой теории состоит как раз в том, что поведение атома в отношении поля излучения не связано просто с движениями в стационарных состояниях; это поведение как при рассеянии, так и при излучении формально сопоставляется некоторому числу виртуальных гармонических осцилляторов, частота которых непосредственно связана с разностью энергий возможных переходов ².

² Ср. работу автора [Zs. f. Phys., 1923, 13, 117 (статья 24.— Ред.)] содержащую обзор основных постулатов квантовой теории, и, особенно совместную с Крамерсом и Слэтером статью автора [Zs. f. Phys., 1924, 24, 69 (статья 25.— Ред.)], где сделана попытка общего толкования оптических явлений на основе представлений квантовой теории.

Для атомной системы, у которой степень периодичности движения равна числу степеней свободы, правила квантовой теории полностью определяют движение в стационарных состояниях. В этом случае виртуальные осцилляторы вновь однозначно задаются гармоническими компонентами колебания электрического момента атома. Для так называемых вырожденных систем, где степень периодичности меньше числа степеней свободы, движение в стационарных состояниях не определено столь полным образом. Это обстоятельство приводит к тому, что имеется много возможностей перехода, даже больше, чем при неквантованных свойствах движения в стационарных состояниях, поскольку здесь речь идёт о комбинации двух таких состояний. Отсюда непосредственно следует, что виртуальные осцилляторы, соответствующие возможностям перехода из определённого стационарного состояния, уже не задаются однозначно гармоническими компонентами движения. В противоположность случаю невырожденной системы мы, следовательно, должны быть готовы к тому, что поведение вырожденного атома, насколько это касается излучения, не определяется движением в соответствующем стационарном состоянии; допустима дальнейшая спецификация виртуальных осцилляторов. Эта черта, чуждая теории невырожденных систем, обоснована ещё тем, что у вырожденных систем мы встречаем один граничный случай, когда частоты нескольких компонент колебания, встречающихся в движении электронов, совпадают, и поэтому при вырождении мы должны принимать в расчёт интерференцию виртуальных осцилляторов, соответствующих этим компонентам. Вследствие этого нельзя ожидать, чтобы у вырожденных систем свойства результирующих гармонических осцилляторов однозначно определялись бы движением частиц атома; мы должны быть готовы к тому, что значение будут иметь и фазовые соотношения между взаимодействующими при вырождении составляющими осцилляторами.

В вопросе о поляризации флуоресцентного света мы как раз встречаемся с проблемой вырождения. В отсутствие внешних сил не может быть и речи о возможности определения направления оси атома в пространстве. В магнитном поле вырождение снимается, и виртуальные осцилляторы, соответствующие процессам перехода из стационарных состояний, определяются однозначно.