Квантовая модель атома. Нильс Бор. Квантовый загранпаспорт.

Благодаря научной фантастике на сегодняшний день уже несколько поколений совершили межгалактические путешествия, однако на самом деле человек смог лишь несколько раз долететь до Луны. Имеющееся у нас знание о других планетах и галактиках — результат не того, что мы были там, а того, что само пришло к нам оттуда. Особенно это справедливо в отношении Солнца и других звезд. Сколько бы путешествий в гиперпространстве ни осуществляли персонажи научной фантастики, даже они не осмеливались приближаться к Солнцу. Тогда откуда известно, что Солнце состоит в основном из водорода, небольшого количества гелия и некоторых более тяжелых элементов? Это возможно благодаря свету, который испускает звезда, а именно спектральным линиям. Ньютон первым понял, что естественный свет состоит из целого ряда цветов радуги. С помощью призмы он заметил, что обычный белый свет — это результат сочетания нескольких различных «светов», и каждый из них можно изучать отдельно. Но не каждый свет белый. Если нагреть, например, медь, получается сине-зеленый свет; литий дает красный свет, а натрий — желтый. У каждого химического элемента есть собственная визитная карточка — свет. Так в XIX веке развивалась наука спектроскопия, анализирующая тип света, испускаемого определенным химическим веществом. Технология была относительно простой. Сначала нагревали изучаемое вещество в газообразном состоянии, пока оно не начинало испускать собственный свет. Его проводили через призму, которая разлагала свет, как в случае с радугой. Так как это разложение было крошечным, получившийся спектр (цвета) наблюдали затем через микроскоп. Информация о спектре каждого элемента была все более точной. Едва стали детально известны спектры элементов, свойственных Земле, можно было сравнить их со спектром света, посылаемого Солнцем и другими небесными телами. Поскольку спектр солнечного света во многом совпадает со спектром водорода, пришли к заключению, что Солнце состоит в основном из этого элемента.

Спектроскоп, разработанный Густавом Кирхгофом и Робертом Бунзеном, 1860 год.

Бор и любой, кто пытался объяснить спектр элементов на основе движения электронов, сталкивались с двумя основными взаимосвязанными проблемами. О первой уже было сказано ранее: движение электронов для начала предполагало потерю энергии, которая приговаривала атом к смерти. Но была также и вторая загадка: факт, что спектры обычно дискретны, а не непрерывны.