Избранные научные труды. Том 1

Хотя применяемое толкование для рассмотренного только что случая в настоящее время не поддаётся экспериментальной проверке, всё же такая проверка была бы, по-видимому, возможна, если бы речь шла об ионизации или возбуждении молекул путём соударений с электронами, имеющими небольшие скорости. Если даже время взаимодействия здесь того же порядка, что и периоды обращения электронов вокруг ядра, оно всё же в общем будет очень малым по сравнению с периодами колебаний ядер друг относительно друга. Отсюда напрашивается вывод, что в результате соударения движение электронов становится соответствующим стационарному состоянию системы, в которой ядра неподвижны на прежнем расстоянии друг от друга. Такое состояние в общем случае не будет соответствовать какому-либо стационарному состоянию молекулы, поскольку для этого необходимо, чтобы и колебания ядер, которые возникнут в результате столкновения, подчинялись бы законам квантовой теории. Однако если учесть, что стационарные состояния, соответствующие колебаниям ядер, в основном зависят от массы ядер, а движение электронов при неподвижных ядрах может зависеть только от заряда ядра, то исходя из нашего объяснения мы должны быть готовы к тому, что в общем случае возникновение стационарных состояний возбуждённой или ионизированной молекулы не может быть описано простым применением законов сохранения. Эта точка зрения могла бы быть непосредственно сопоставлена с опытами по возбуждению полосатых спектров. При этом следует ожидать совершенно других соотношений, чем в опытах по возбуждению сериальных спектров при соударениях электронов с атомами, где была возможна столь простая интерпретация результатов на основе законов сохранения.

Различие между взаимным и невзаимным взаимодействиями должно быть существенным и в случае соударения двух атомов. При обычных, так называемых упругих соударениях, рассматриваемых в кинетической теории газов, имеют дело с типичным проявлением устойчивости стационарных состояний. Вообще же эту устойчивость нельзя описать на основе законов механики. Однако в предельном случае, когда время соударения велико по сравнению с собственным периодом движения частиц в атоме, адиабатический принцип указывает на возможность механического описания. В случае, когда относительная скорость атомов велика, как, например, в опытах с каналовыми лучами, могут проявиться существенные черты невзаимности, хотя обычные упругие соударения имеют взаимный характер. Черты невзаимности в значительной степени должны возникать уже при тепловых скоростях в случае, когда соударение может служить, причиной образования молекулы. Известно, что, согласно механической теории, для образования таких молекул необходимо, чтобы в соударении всегда участвовали три атома. Это связано с тем, что если взаимодействие между атомами можно описать с помощью консервативных силовых полей, то, согласно законам сохранения, два атома оставаться вместе не могут. Однако в квантовой теории существует принципиальная возможность, что соударение двух атомов сопровождается переходом определённых электронов на другие квантовые орбиты. В результате этого поле между ядрами изменяется так, что ядра могут оставаться на конечном расстоянии друг от друга. Однако, согласно постулату о стационарных состояниях, в конце взаимодействия как колебания ядер относительно друг друга, так и вращение системы должны быть квантованы. Так как значение энергий стационарных состояний молекулы образуют дискретный ряд, то ясно, что строгое применение законов сохранения должно требовать, чтобы объединение атомов в молекулу происходило лишь при совершенно особых условиях движения перед соударением, и что, следовательно, вероятность образования молекулы таким путём должна быть исчезающе мала.