Ещё одна мыслишка на эту тему.
Согласно законам классической электродинамики вращающийся по орбите электрон должен излучать электромагнитные волны и поэтому быстро терять свою кинетическую энергию, а значит, «упасть» на притягивающее его положительное ядро. А атомы, если не вечны, то, во всяком случае, системы достаточно устойчивые. Молодой Нильс Бор выдвинул в 1913 году идею, спасшую заведомо обречённую модель Резерфорда именно тем, что «отменил» законы электродинамики для электронов в атоме, которые вращаются НЕ ИЗЛУЧАЯ, по «СТАЦИОНАРНЫМ ОРБИТАМ».
Но что это такое и ПОЧЕМУ именно на таких орбитах электроны не излучают, объяснения не было.
НЕ ИЗЛУЧАЮТ и всё тут!
Де. МИКРОмир полон всяких «СПЕЦИФИЧЕСКИХ КВАНТОВЫХ» явлений и особенностей, которые нам, людям, существам МАКРОскопическим, понять не дано!
Решил всё же попробовать ответить на этот неприятный вопрос «ПОЧЕМУ»?
Электрон за счёт своего ДВИЖЕНИЯ в плоскости орбиты создаёт вокруг себя магнитное поле, напряжённость которого зависит от его скорости. Чем быстрей он движется – тем больше, чем медленней – тем меньше. Наглядно такое поле выглядело бы как некий магнитный тор, магнитно-полевой «бублик». Максимум диаграммы излучения электрона (забудем пока о гениальной идее Бора) лежит в плоскости орбиты. Нуль излучения в направлении, перпендикулярном – вдоль «оси» орбиты.
Что видит наблюадатель, смотряший на плоскость орбиты, «бублика», сбоку? Он видит некий электрический заряд, движущийся то в одну, то в другую сторону. Колеблющийся туда-сюда заряд.
Причём движется это заряд не только с непостоянной скоростью (ДЛЯ БОКОВОГО НАБЛЮДАТЕЛЯ!!!), а даже с непостоянным ускорением, неравноускоренно.. Это и порождает излучение электромагнитных волн.
Так, ЧТО? Достаточно такого осциллирующего «туда-сюда» заряда электрона»?
Оказывается НЕДОСТАТОЧНО!
Должно УСКОРЕННО МЕНЯТЬСЯ и его МАГНИТНОЕ ПОЛЕ! «Пульсирующий бублик»!
И подумалось мне, вот, была бы у меня волшебная палочка-выручалочка, вполне макроскопическая, чтобы держать её в руке, махнул бы ею и устранил бы это магнитное поле, оставив только вращающийся электрон с его электрическим зарядом неизменными, и ЧТО тогда было бы? Было бы излучение или не было?
Мой ответ: Никакого бы излучения без магнитного поля не было бы, оставался бы лишь один «осцилирующий» с частотой вращение по орбите заряд. Излучение возможно лишь при наличии двух необходимых и достаточных составляющих – изменяющихся электрического и магнитного полей! ИЗМЕНЯЮЩЕЕСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ!
Да, вот беда, – нет у меня такой палочка!
А у атома она ЕСТЬ!
Атом сумел отыскать нечто НЕ отменяющее магнитного поля движущегося заряда, а КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ ЕГО!
Магнитный момент самого электрона!
Представим себе такую картину. Наюлюдатель с сбоку смотрит на бегающий по орбите электрон и видит не только его электрический заряд (для него, в его проекции, бегающий туда-сюда в пределах диаметра орбиты). но и создаваемое им магнитное поле, которое, опять же ему видится как некая поперечная линия чего-то, и тоже, то останавливающаяся, (по краям), то снова бегущая туда-сюда. Представим себе что электрон на орбите движется «боком», то есть его собственное магнитное поле, создаваемое спином, вращением вокруг собственной оси, спиновой магнитный момент, направлено вдоль его оси вращения, а значит перпендикулярно плоскости орбиты, и направлено оно так, что это поле полностью аннулирует магнитное поле движения электрона. Мы получили то, что хотели: Движущийся по орбите электрический заряд, НЕ СОЗДАЮЩИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ! А раз нет магнитного поля движения по орбите, НЕТ И ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН!
На это допущение любой, знающий физику в пределах школы, скажет: Всё это выглядит очень красиво и интересно, да НЕРЕАЛЬНО, ибо электроны в атоме движутся по обритам РАЗНОГО ДИАМЕТРА И С РАЗНОЙ СКОРОСТЬЮ, а у электрона и спин и зависящий от него магнитный момент ПОСТОЯННЫ! Так, КАК постоянный магнитный момент ухитряется для разных электронов на разных орбитах компенсировать РАЗЛИЧНЫЕ по величине магнитные поля движения???
Ответ: Изменением угла наклона спина электронов к плоскости орбиты.
У электронов на внешних орбитах, при относительно малой их скорости вращения, спиновой магнитный момент «наклонён» к плоскости под маленьким углом и его проекция на внешнее поле движения относительно мала, но достаточна для его полной компенсации.
У электронов, быстро вращающихся на внутренних, близких в ядру орбитах, спин и магнитное поле почти перпендикулярны плоскости орбиты и там их поле гораздо больше и столь же достаточно для компенсации их «скоростного» магнитного поля!
Почему атомные орбитальные электроны так «устроены»?
НЕ ЗНАЮ!
Окуджава на это ответил:
«Так Природа захотела!
Почему? – Не наше дело!»
Я считаю, что это НАШЕ дело, но всё сразу узнать НЕ в наших силах!
Вот и получилось некое доморощенное объяснение стационарным орбитам через 113 лет после гениальной додумки Бора!
Faciant meliora potentes.
25 IX 2026
