Становление теории атома
| Категория реферата: Рефераты по науке и технике
| Теги реферата: реферат народы, создание реферата
| Добавил(а) на сайт: Novoselov.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 | Следующая страница реферата
Под весенним небом медленно шел, удаляясь, лорд Резерфорд оф Нельсон – покидающий жизнь веселый и серьезный человек с неправдоподобно далеких берегов пролива Кука...
В 1895 г. в Кембридже была официально учреждена своеобразная докторантура. Начинающий исследователь мог приехать откуда угодно. Томсоновская мечта о мировой школе физиков становилась реальностью. И очень скоро в трехэтажном здании на тихой Фри-Скул-лэйн зазвучали молодые голоса, говорившие по-английски с самыми неожиданными акцентами. Первым послышался новозеландский. Первым докторантом, перешагнувшим порог Кавендиша в октябре 1895 г., был Эрнест Резерфорд.
История третья
Ранним сентябрьским утром 1911 г. молодой человек, погруженный в свои мысли, вдруг застиг себя праздно стоящим возле какой-то лавчонки. Глаза его скользили по надписи на входной двери. В адресе торговой фирмы начертано было «Кембридж», и внезапно до его сознания дошло, что он действительно находится «в том самом Кембридже»! Весь день – а это вовсе не был день его приезда – он бродил по старому городу и вечером в недорогом пансионе миссис Джордж, где ему удалось устроиться, восторженно написал невесте о своем утреннем открытии. ...Он сам выбрал Кавендишевскую лабораторию. С какими надеждами готовился он к предстоящей поездке! На это ушло все лето после защиты диссертации. Сознавая ценность своей работы по электронной теории, он был уверен, что в томсоновском Кембридже ее опубликуют.
Томсон представлялся ему великим человеком. Молодой исследователь прочитал, как утверждал впоследствии, все его работы. И высочайше ценил те, что последовали за открытием электрона. Особенно посвященные модели атома. Старинный Кембридж обладал бы для него лишь музейной привлекательностью, если бы его не ожидали на улочке Фри-Скул-лэйн часы живого общения с Джозефом Джоном Томсоном. Так мог ли он не отправиться на эту улочку тотчас по приезду? И с открытой душой...
...В минуты первой же их встречи он положил перед Томсоном вместо своей диссертации томсоновскую статью с отмеченными в тексте томсоновскими ошибками и радостно указал на них мэтру: «Не правда ли, сэр Джозеф, как важно, что ошибки обнаружены!» Через десять с лишним лет Петр Леонидович Капица услышал в Кавендише другую историю. Молодой Нильс Бор, нетвердый в английском, просто сказал: «Сэр Джозеф, вот тут вы написали глупость!»
Может быть, этим объяснялось все происшедшее потом?
А пока... Пока приветливо-разговорчивый Дж. Дж. покорил двадцатишестилетнего Бора так же легко, как в свое время двадцатичетырехлетнего Резерфорда.
«Томсон восхитил меня...» –это Резерфорд в 1895-м – невесте Мэри Ньютон.
«Я увидел действительно великого человека...» – это Бор в 1911-м – невесте Маргарет Норлунд.
А через день-два, когда его диссертация погрузилась наконец в застарелую неразбериху бумаг и книг на томсоновском столе, ушло восторженное письмо брату: «...Я только что беседовал с Дж.Дж.Томсоном... Он был очень мил со мной... и пригласил меня отобедать в воскресенье в Тринити-колледже. Там он собирается повести разговор о моей рукописи...»
Они отобедали. Но Томсон разговора не повел. И через неделю тоже. И через две недели тоже. И через месяц. В душе Бора появилось чувство бесплодно проходящего времени. Заглянув в кабинет Томсона, он, обычно рассеянный к мелочам, с зоркостью, обостренной ожиданием, тотчас определил, что его рукопись лежит на прежнем месте в окружении все тех же бумаг... Оптимизму надо было найти новую опору – прежняя начала ускользать. Вот тогда-то Бор увидел Эрнеста Резерфорда.
Резерфорд приехал из Манчестера, где после Монреаля с 1907 г. возглавлял кафедру в университете Виктории. Он говорил много, и о нем говорили много. Японский теоретик Нагаока писал: «Мне представляется гением тот, кто может работать со столь примитивным оборудованием и собирать столь богатую жатву». Японец в начале 1911 г. посетил Манчестер и видел ту самую установку, с которой «все, в сущности, и началось». Открылось: при бомбардировке листка золотой фольги не все альфа-частицы пронизывают ее насквозь – иные отбрасываются вспять! Даже Резерфорд потом говорил: «...То было почти столь же неправдоподобно, как если бы вы произвели выстрел по обрывку папиросной бумаги пятнадцатидюймовым снарядом, а он вернулся бы назад и угодил в вас».
Резерфорд пришел к заключению: в глубинах атома есть массивная заряженная сердцевина. Но из-за ее малости только редкие частицы прицельно попадают в нее, чтобы отразиться назад. Существование атомного ядра было неоспоримым. Но лишь в конце 1910 г. Резерфорд своим «громадным» голосом объявил в манчестерской лаборатории: «Теперь я знаю, как выглядит атом!»
Выглядел атом, как солнечная микросистема: с положительным ядром в центре и отрицательными электронами на планетных орбитах вдали от ядра. По классическим законам, такое устройство было невозможно: вращение вынуждало бы электроны, в согласии с законами Максвелла, непрерывно излучать энергию, а потеря энергии, в согласии с законами Ньютона, приводила бы к их неминуемому падению на ядро. Резерфорд увидел обреченный атом. И предупредил теоретиков: «Вопрос об устойчивости предлагаемого атома на этой стадии не следует подвергать рассмотрению...» Появился теоретически противозаконный, но экспериментально обоснованный планетарный атом.
Возможность заговорить о богатой жатве представилась всем. Однако этой возможностью никто из теоретиков не воспользовался. И даже на том кавендишевском обеде, в октябре, слова атомное ядро и планетарный атом не отягощали дружеских речей. ...Сначала чинно сидели за столами. Пили традиционный портвейн и слушали завидные воспоминания ветеранов. Потом, сменив английскую сдержанность на английскую непринужденность, встали на стулья, скрестили по-детски руки и запели шутливые лабораторные песенки. И Томсон стоял на стуле. И Резерфорд стоял на стуле. И Бор стоял на стуле. Он не пел вместе со всеми, за незнанием слов и мелодий, зато улыбался смущенно и счастливо. Его оптимизм вдруг обрел новую опору.
Бор во все глаза смотрел на Резерфорда. Но не потому, что успел плениться его новыми идеями. Да и был еще увлечен томсоновской моделью. Кажется, Дж.Дж. сам придумал для нее вкусное сравнение: атом похож на кекс – отрицательно заряженные электроны-изюминки вкраплены в положительно заряженное тесто. Оно заполняет все атомное пространство. Однако с этим «положительно наэлектризованным пространством» ничего хорошего не получалось. Вот и последние опыты резерфордовцев: от рыхлого атома с массой, размазанной по всему объему, альфа-частицы не могли бы отражаться назад...
Кавендишевец Рэлей-младший уверял, что Томсону и самому не очень нравилась его модель. Но чужие идеи уже не возбуждали в нем интереса, а критика уже не будоражила внимания. Теперь, через двадцать семь лет после начала своего кавендишевского «отцовства», он втайне выдал себе охранную грамоту на случай любых притязаний «детей»: «...Молодым людям не следовало бы высказывать всякую всячину. Я знаю о данном предмете гораздо больше, чем они, и я уже обдумал все...»
Это слова не самого Дж.Дж. Так в 1962 г., рассказывая историкам о далеком прошлом, сформулировал за Томсона его психологическую позицию старый Нильс Бор. А молодой Бор в часы кавендишевского обеда всего этого еще не понимал. По его признанию, на него произвела тогда глубокое впечатление сама личность Резерфорда. И чувство уже подсказывало ему, что он будет искать новой встречи с этим человеком.
Их не познакомили во время обеда... Произошло это в уютной домашней обстановке в Манчестере, в семье профессора физиологии Лоуренса Смита, в ситуации, уравнивающей собеседников. Так, при минимальном содействии случая в конце ноября 1911 г. свела их жизнь. Свела для того, чтобы две катастрофы – планковский квант и резерфордовский атом – слились в единый взрыв понимания, дабы физикам стало ясно кое-что важное о реальных причинах вещей.
Оставалось проститься с Кембриджем. Слух об отъезде Бора возбудил недоумение у кавендишевцев. Как и Томсон, они его «прозевали»: отправляясь на вокзал в одиночестве, Бор не покидал на берегах Кема никого, кто успел бы стать для него настоящим другом. Через четверть века, в 1936 г., восьмидесятилетний Дж.Дж. опубликовал свои пространные «Воспоминания и размышления». В книге был параграф «Нильс Бор». Десять строк сдержанно-безличного признания заслуг Бора в построении теории атома...
Может быть, Томсон все забыл? Или почувствовал, что этим воспоминаниям лучше не предаваться?
18 марта 1912 г. Резерфорд написал из Манчестера старому другу: «Бор, датчанин, покинул Кембридж и появился здесь...»
После того как на самом рубеже XIX–ХХ вв. – в 1900 г. – пятидесятитрехлетний профессор из Берлина Макс Планк впервые произнес слово квант, в физику вошло странное представление о своеобразных атомах электромагнитной энергии. Свет стал подобен остальной материи. Дробность строения вместо непрерывности. В рамках классической физики осмыслить эту новость не удавалось. И нельзя было питать надежду, что в классическом мире найдется законное место для новой универсальной постоянной, открытой Планком. Многие физики тогда еще полагали, что она не более чем вымышленная величина, родившаяся в теоретических снах. Планк недаром назвал новую константу «таинственным послом из реального мира».
Каков же он, этот реальный мир? Как устроены недра материи, откуда явился сей таинственный посол? Все задавали друг другу вопросы – частные и общие. И чем содержательней был вопрос, тем менее удовлетворителен ответ. А пока... Пока дела складывались отлично. Найдя понимание и сочувствие, Бор нашел себя. 12 июня ушло знаменательное письмо к брату Харальду: «Я начал разрабатывать маленькую теорию, которая... быть может, прольет некоторый свет на ряд проблем, связанных со структурой атомов...»
«Маленькая теория» накрепко привязала его к столу. Суток вдруг перестало хватать для работы. Он стал добровольным затворником. Много лет спустя, вспоминая Резерфорда, Бор написал: «В раннюю пору моего пребывания в Манчестере... я пришел к убеждению, что строение электронного роя в резерфордовском атоме управляется квантом действия (постоянной Планка...)»
Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: образец реферата, биология 8 класс.
Категории:
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 | Следующая страница реферата