Избранные научные труды. Том 1

На каждого, кто читает работы Мозли, сильное впечатление оказывает глубокое теоретическое понимание и большое экспериментальное мастерство, которые вместе с его исключительной трудоспособностью, обеспечили ему место среди наиболее выдающихся ученых его времени, хотя ему довелось посвятить научным исследованиям не более четырёх коротких лет.

Литература

1.

Proc. Roy. Soc.,

1912, A87, 230.

2.

» »

1913, A88, 471.

3.

Phil. Mag.,

1911, 22, 629.

4.

» »

1912, 23, 312.

5.

» »

1914, 28, 327.

6.

» »

1913, 26, 210.

7.

» »

1913, 26, 1024; 1914, 27, 703.»

9

О влиянии электрических и магнитных полей на спектральные линии [10]

Любая модель атома должна была объяснить влияние внешних полей на спектральные линии. Этот вопрос сразу же заинтересовал Зоммерфельда, Варбурга и др. Работа Варбурга была опубликована ещё в 1913 г., сразу же после открытия Штарка. Полученные Варбургом на основе боровской теории формулы плохо согласовывались с данными эксперимента, из чего он заключил, что квантовая теория в принципе может объяснить эффекты Зеемана и Штарка, но нуждается для этого в определённых дополнениях. При этом он подчеркнул, что в случае простого эффекта Зеемана постоянная Планка ℎ выпадает из окончательной формулы, чем и объясняется возможность его описания в классической теории. Для эффекта Штарка ℎ сохраняется, значит явление чисто квантовое. Действительно, если излучение было бы обусловлено классическим осциллятором, то не могло бы быть никакого расщепления, пропорционального напряжённости электрического поля; следовательно, эффект Штарка сразу исключил представление о том, что линейчатые спектры обусловлены излучением упруго-связанных электронов.

Бор исходит из того, что штарковские линии подчиняются комбинационному принципу; а значит внешнее электрическое поле влияет не на механизм перехода между стационарными состояниями, а на энергию системы в этих состояниях. Поскольку для граничных случаев, когда изменение энергии максимально, орбита электрона очень близка к периодической, использование принципа соответствия позволило получить достаточно хорошо согласующиеся с опытами результаты, хотя только в наиболее общих чертах. Для объяснения в деталях всей сложной картины теория ещё не была развита.

Казалось, что данные по эффекту Зеемана не соответствуют комбинационному принципу, это заставило Бора видоизменить общее условие частот, т. е. предположить, что магнитное поле оказывает влияние на сам механизм перехода электрона между стационарными состояниями. При таком изменении для малых частот опять появлялась возможность получить некоторое совпадение с классической теорией. Позже, когда Дебай ¹ показал, что в эйнштейновской теории теплового излучения первоначальное условие частот имеет всеобщий характер, Бор отказался от его изменения; кроме того, ему удалось найти лучшую формулировку для принципа соответствия.

¹ Р. Dеbуе. Phys. ZS., 1916, 17, 511.

10

О сериальном спектре водорода и строении атома [11]

Куртис ² обнаружил, что в спектре водорода имеются слабые, но систематические отклонения от формулы Бальмера. Аллен предположил, что тут сказывается влияние магнитного момента ядра. Бор показал, что если такое влияние вообще существует (сверхтонкая структура), то оно не имеет отношения к наблюдениям Куртиса, а его расчёты ошибочны (например, магнитный момент ядра был найден равным 5 магнетонам).

² W. Е. Сurtis. Ргос. Roy. Soc., 1914, А90, 614

В статье впервые к электронам, движущимся по круговым орбитам, была применена теория относительности. Учёт релятивистской поправки для массы привёл Бора к выводу, что только круговые орбиты могут быть стационарными; эллиптические орбиты должны прецессировать. Для более детального исследования вопроса тогда не было ещё ни достаточного теоретического основания, ни достаточно точных экспериментальных данных. На этом пути Зоммерфельд вскоре построил теорию тонкой структуры спектров, блестяще подтвердившуюся в опытах Пашена.

11

Спектры водорода и гелия [12]

Полемическая статья. Отвергаются доводы Никольсона, возражавшего против утверждения Бора, что серии Пикеринга и Фаулера принадлежат гелию.

12

О квантовой теории излучения и структуре атома [13]