атоме Бора электроны переходили вниз и вверх дискретными скачками – с одной разрешенной орбиты на другую, подобно тому, как мы поднимаемся и спускаемся по ступеням лестницы. Каждый скачок электронов обязательно сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения – фотона. Со временем гипотеза Бора уступила место более сложной модели, учитывающей двойственную природу элементарных частиц. Сегодня электроны представляются нам не микроскопическими планетами, обращающимися вокруг атомного ядра, а волнами вероятности, плещущимися внутри своих орбит, подобно приливам и отливам в бассейне сложной формы.
В 1924 году французский физик Луи де Бройль, пытаясь найти объяснение для сформулированных в 1913 году Бором условий квантования атомных орбит, выдвинул гипотезу о всеобщности корпускулярно-волнового дуализма. Согласно этой теории, каждой частице, независимо от ее природы, надо поставить в соответствие волну, длина которой связана с импульсом частицы. Де Бройлю удалось сформулировать соотношение, связывающее импульс квантовой частицы с длиной волны и позволяющее одновременно рассматривать микрообъект и как частицу, и как волну.
Модель де Бройля объяснила наличие разрешенных орбит Бора. Если считать электрон частицей, то, чтобы он оставался на своей орбите, у него должны быть одна и та же скорость или импульс на любом расстоянии от ядра. Если же считать электрон волной, то, чтобы он вписался в орбиту заданного радиуса, надо, чтобы длина окружности этой орбиты была равна целому числу длины его волны. Иными словами, окружность орбиты электрона может равняться только одной, двум, трем (и т. д.) длинам его волн.
– Да уж, намудрили эти принц датский с французским маркизом, намудрили, – осуждающе бормотал изобретатель, задумчиво рассматривая схему планетарной модели многоорбитального атома, переданную ему журналистом. Отложив чертеж, он на какое-то время погрузился в собственные размышления, а затем задумчиво произнес:
– С другой стороны, согласно современной теории, электрическая природа электрона, определяемая как его заряд, теми же теоретиками рассматривается как характерная особенность той энергии, что концентрируется вокруг точки под названием «электрон». В этом смысле элементарный электрический заряд предстает перед нами некоей частично локальной сущностью, привносящей свою долю энергии в атомарные образования, – посмотрев на изумленного журналиста, изобретатель с улыбкой добавил: – Впрочем, я думаю, что эти мои измышления еще долго никого не заинтересуют, давайте лучше вернемся к вашему обзору…
Журналист растерянно взглянул на изобретателя и, немного запинаясь, продолжил:
– На протяжении всей второй половины XIX века физики активно изучали феномен катодных лучей. Простейший аппарат, с помощью которого за ними наблюдали, представлял собой герметичную стеклянную трубку, заполненную разреженным газом. В нее с двух сторон было
