Избранные научные труды. Том 1

² Действие частиц на атомы обнаруживается прежде всего при ионизации газа. В теории Томсона число электронов, выбитых из атома, рассчитывается исходя из предположения, что взаимодействие между электронами и частицами подчиняется законам механики. Кроме того, делается предположение, что влиянием внутриатомных сил можно пренебречь до тех пор, пока передаваемая энергия больше работы отрыва электрона. Эта теория отражает результаты опыта в основном до тех пор, пока дело касается зависимости ионизации от скорости быстрых частиц. Абсолютное число ионов оказывается сначала значительно меньшим, чем наблюдаемое; однако можно получить правильные по порядку величины результаты, если учесть, что выбитые вначале электроны часто в состоянии вызвать вторичную ионизацию [ср.: N. Bohr. Phil. Mag. 1915, 30, 581 (статья 13.— Ред.), а также: R. Н. Fоwlеr. Proc. Cambr. Phil. Soc., 1923, 21, 31]. Согласно новейшим опытам Гэрнн (Proc. Roy. Soc., 1925, 107, 331), ионизация газов так велика, особенно у гелия, что этого объяснения уже недостаточно. Однако не исключено, что именно у гелия значительная часть ионизации может быть вызвана небольшими примесями, которые ионизируются вторичными электронами или излучением самого гелия. Для более подробного рассмотрения вопроса о ионизации в связи с явлениями торможения кроме приведенных здесь соображений о балансе энергии следует также учитывать, что значительная доля той энергии α-частиц, которая по классическим представлениям отдается непосредственно атомам в количествах, меньших чем работа отрыва, может вновь обнаруживаться в первичной ионизации.

Отказ от механического способа рассмотрения подобных вопросов существен и для вопроса о захвате электронов α-лучами, проходящими через атом. Как указал Фаулер (Phil. Mag., 1924, 47, 416), повторный захват и потеря электронов α-частицами проявляет определённую аналогию с термодинамическим равновесием при диссоциации. Он сделал попытку построить на основе этой аналогии количественную теорию захвата электронов. Если частота потери электрона и вызванная частицей ионизация, хотя бы по порядку величины, поддается механическому описанию, то наблюдаемая частота захвата не может быть даже приближенно оценена на основе механики, во всяком случае для атомов с малым зарядом ядра. Механическое описание захвата потребовало бы учета кроме взаимодействия между α-частицей и электроном также и сильного влияния на них со стороны остальных частиц атома. Простая оценка показывает, что вероятность такого совпадения обоих взаимодействий весьма мала. Более детальное рассмотрение процесса захвата могло бы выявить связь именно с теми особенностями процесса ионизации, описание которых в рамках механики приводит к значительным расхождениям. Следует еще указать, что исходя из принятого здесь толкования в вопросе об общем термодинамическом равновесии между свободными и связанными в атоме частицами нельзя опираться на ту же самую общую обратимость отдельных процессов, которые в классической механической теории играют столь значительную роль при рассмотрении статистических проблем. Подобная обратимость в квантово-теоретических задачах имела бы место лишь при соударениях, которые мы назвали здесь «взаимными». Как известно, эта «взаимность» служила исходным пунктом для важных выводов именно при рассмотрении статистических задач. При статистическом рассмотрении «невзаимных» явлений сравнение с данными анализа равновесного излучения могло бы быть весьма поучительным.