Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

конвекция (перенос тепла движущейся средой) газов и другие физические явления оказывали помехи, в тысячи раз превышавшие световое давление. Физик Томсон так определил значение этого опыта: «Я всю жизнь воевал с Максвел­лом, не признавал его световое давление, и вот опыты Лебедева заставили меня сдаться». Интересное явление открыто в последние годы. У Земли обнаружился газовый шлейф, направленный в сторону от Солнца. Этот шлейф создается давлением солнечного света на газ в верхних слоях атмосферы.

В ГЛУБЬ АТОМА

Линейчатый спектр состоит из серий поло­сок разного цвета. Физики тщательно зареги­стрировали все эти серии, составили из них ка­талоги и, взглянув на спектр, легко находят, какому элементу он принадлежит. Но очень долго ученые не могли найти закономерности, по которым эти серии построены.

Поставим, например, перед щелью спектро­графа колбу, наполненную водородом, заста­вим этот газ светиться. Сделать это не так уж трудно. В колбу впаяны металлические элек­троды, и достаточно подвести к ним электриче­ское напряжение, как водород засветится голу­боватым цветом. Если в плоскости В-В устано­вить при этом фотопластинку, а потом проявить ее, обнаружится ряд линий линейчатого спект­ра: Нa, Нb , Нg, , Hd ... Волны, соответствующие этим линиям, имеют длину 0,656; 0,486; 0,434 и 0,410 мк.

Ученые искали: существует ли зависимость между этими величинами? Существует ли зави­симость в системе линий линейчатого спектра любого другого химического элемента?

Швейцарский учитель Бальмер был убежден, что во всем в природе царит порядок и гармо­ния. Поэтому он считал, что спектральные ли­нии не могут располагаться хаотично. После долголетних поисков он в 1885 г. эмпирически нашел связь между спектральными линиями. Он вывел формулу для линий водорода. А пять лет спустя немецкий физик Иоганн Ридберг придал этой формуле современный вид:

1/l=R(1/22-1/m2).

Величина R была потом названа постоянной Ридберга. R=109 677,581 см-1. Чтобы полу­чить длину волны какой-нибудь из линий спек­тра, например Нa , Нb , Нg или Hd , в формулу Бальмера нужно подставить одно из значений т:

3, 4, 5 или 6. Формула эта дает очень точные ре­зультаты. Разница между вычисленными и измеренными длинами волн обнаруживается лишь в сотых долях ангстрема.

И лишь через 28 лет после того, как Бальмер «угадал» закономерность расположения линий в спектре водорода, датчанин Нильс Бор дал этой закономерности физическое объяснение.

Атом водорода состоит из электрически по­ложительно заряженного ядра — протона и движущегося вокруг него отрицательно заря­женного электрона. Чем ближе орбита электрона к ядру, тем меньше у атома запас энергии, по­тому что чем дальше друг от друга два электри­ческих заряда разных знаков, тем больший у них запас энергии.

Излучив свет, атом из состояния с большей энергией переходит в состояние с меньшей энер­гией. При поглощении света происходит обрат­ное. По гипотезе Планка, свет излучается кван­тами. Значит, электрон в атоме может перехо­дить с орбиты на орбиту только скачком.

Нильс Бор предположил, что в атоме водо­рода существует набор «разрешенных» орбит. Электрон в атоме может двигаться только по этим орбитам. Каждой из орбит соответствует определенная энергия атома водорода, например орбите 3— энергия Е3. Значения Еn называются уровнями энергии атома. На рисунке 13 показа­на схема разрешенных орбит водорода. Если электрон переходит с орбиты 3 на орбиту 2, то атом излучает энергию e, которая равна энергии кванта света:

e3-E2 =hn.

Здесь h — постоянная Планка, a n — частота из­лучения. Физики называют такой процесс из­лучения переходом атома с энергетического уровня Е3 на энергетический уровень E2. Из этого уравнения можно определить частоту коле­баний излучаемой световой волны.

Испускает свет или поглощает его атом, электрон при этом переходит с одной разрешен-

178