Избранные научные труды. Том 1

Работа посвящена обсуждению ряда экспериментальных и теоретических работ, выполненных в 1914—1915 гг., с точки зрения боровской теории строения атома. Рассматриваются опыты Эйнштейна — де Гааза, обнаруживших эффект механического вращения при намагничивании железного стержня, опыты Эванса и Фаулера, продолживших исследование спектра чистого гелия и обнаруживших некоторые предсказанные Бором линии, новые экспериментальные данные по эффекту Штарка, измерения Рау величины напряжения, необходимого для возбуждения разных серий спектра гелия, опыты Мак-Леннана и Гендерсона по измерению потенциала ионизации ртути, цинка и кадмия, а также результаты работ Мозли по рентгеновским спектрам.

Наибольший интерес представляет анализ экспериментов Франка и Герца и теории характеристического рентгеновского излучения Косселя.

13

О торможении быстро движущихся заряженных частиц при прохождении через вещество [14]

В работе продолжается исследование вопроса, ранее обсуждавшегося в [5]. Для более строгого проведения расчётов используются классические статистические методы. По первоначальному замыслу предполагалось сравнить результаты, полученные на основе классической модели осциллятора и с помощью квантовой теории атома, но Бор ограничился указанием на близкое совпадение для атомов с небольшим числом электронов. Для β-лучей учитываются релятивистские поправки, обусловленные большой скоростью вылета частиц. Отмечается возможность использования β-частиц для экспериментальной проверки результатов специальной теории относительности.

Весной 1916 г. Бор написал статью «О применении квантовой теории к периодическим системам» [16]. Статья была набрана для апрельского номера «Philosophical Magazine»; но, познакомившись с результатами первых работ Зоммерфельда, Бор отказался от её публикования [см. (18)], и она вышла в свет лишь в 1921 г. [23]. В начале он намеревался переработать статью, включив в неё новые результаты; но развитие теории шло столь быстро, что от этого намерения пришлось отказаться. Вскоре появился новый ряд работ самого Зоммерфельда ¹, рассмотревшего простейшие виды непериодических движений электронов и учитывавшего зависимость массы электрона от его скорости, затем Шварцишльд и независимо от него Эпштейн, используя идеи Зоммерфельда, сумели объяснить ² все детали эффекта Штарка, а Зоммерфельд и Дебай ³ сделали важный шаг на пути к толкованию эффекта Зеемана. Бор стремился дать полный обзор всех приложений квантовой теории и строению атома и на его основе наметить решение того, что оставалось нерешённым. Это относилось к вычислению частот в спектре сложных элементов и в особенности к определению поляризации и интенсивности спектральных линий в различных случаях. При рассмотрении последнего вопроса трудности возникали в связи с тем, что, отказавшись от многих основных положений классической механики и электродинамики, квантовая теория ещё не выдвинула достаточно полную систему собственных принципов. Некоторые указания содержались в идее Эренфеста ⁴ о адиабатических инвариантах; но решающий шаг был сделан Эйнштейном ⁵, показавшим, что интенсивность спонтанного и индуцированного излучения определяется вероятностью соответствующих квантовых переходов.

¹ A. Sommerfeld. Munch. Вег., 1916, S. 131, 1917, S. 83; Ann. d. Phys., 1916, 1, 1916.

² К. Schwartzschild. Berl. Вег., 1916, 548; P. Epstein. Phys. ZS, 1916, 17, 148; Ann. d. Phys., 1916, 50, 489; 51, 168.

³ A. Sommerfeld. Phys. ZS., 1916, 17, 491; P. Debуe. Gött. Nach., 1916; Phys. ZS 1916 17 507.

⁴ P. Ehrenfest. Proc. Akad. Amster., 1914, 16, 591; Phys. ZS., 1914, 15, 657; Ann. d. Phys., 1916, 51, 327; Phil. Mag., 1917, 33, 500.

⁵ A. Einstein. Verb. D. Phys. Ges., 1916,18, 318; Phys. ZS., 1917,18,121. (См. перевод: А. Эйнштейн. Собр. научн. трудов, т. 3. М., 1966, стр. 386, 393).

Бору удалось выполнить свое намерение лишь в 1918 г., когда им была закончена большая работа в четырёх частях «О квантовой теории линейчатых спектров». Но из неё тогда были опубликованы только первые две части [17], поскольку сразу же выявилась необходимость новой переработки. Третья часть увидела свет с некоторым дополнением лишь в 1922 г. [31] по настоянию сотрудников, ввиду её большой исторической ценности.