Планетарная модель атома

Как указал д-р Дж. В своем комментарии, планетарная модель атома неверна. Классическая электродинамика предсказывает, что если бы электроны действительно вращались вокруг ядра, как маленькие планеты, то орбитальное движение заставляло бы электрон излучать свою орбитальную кинетическую энергию в виде электромагнитных волн, а затем падать на самое ядро ​​— как вы и говорите. Поскольку в действительности этого не происходит, модель неверна.

Невозможно сохранить эту модель «классически», потому что нет классического механизма, с помощью которого можно было бы остановить орбитальный коллапс электрона. Квантовая динамика делает это, устанавливая орбитальный энергетический уровень основного состояния без уровней энергии ниже него, на которые мог бы перейти электрон. До сих пор он падает, и не дальше.

Лорд Рэли определил размер атомов углерода 1890-1900 гг. , измерив распространение одиночного слоя олеиновой кислоты на воде, что позволило оценить размер атома . К 1911 году Резерфорд определил, что ядро ​​примерно в 10 000 раз меньше атома в целом. Примерно в это же время он предложил планетарную модель.

Утверждение, что электрон вошел бы по спирали и остановится на ядре, явно не работает из-за несоответствия размеров. Если бы кто-то постулировал, что электроны намного больше ядер, сечения и отклонения, обнаруженные в эксперименте Резерфорда, не имели бы смысла.

Стандартное объяснение нестабильности из учебника состоит в том, что в электродинамике заряженная частица, быстро движущаяся по круговой орбите, будет излучать энергию. Можно попытаться спасти ситуацию, предположив, что уравнения Максвелла неприменимы в атомном масштабе. Я не видел ни одного примера серьезного предложения этого, но это, безусловно, возможность - но уродливая, особенно для классической физики 1910-х годов (особенно потому, что это поставило бы под сомнение интерпретации наблюдений, которые имплицитно были максвелловскими). Тем не менее, у Вебера была более ранняя и не очень известная теория зарядов, образующих «молекулярные» атомы, в которой использовалась несколько измененная электродинамика.

Модель Бора объясняла дискретные эмиссионные линии, но все еще не объясняла, почему не было инспирали; это, вероятно, помогло людям перейти к квантованному представлению, в котором можно было излучать только некоторые фотоны.

Можно, видимо, строить теории, где электрон — это классическое поле, а не частица, ( Рашковский 2016 ) приводит пример. Сегодня это определенно не является общепринятым и на самом деле требует использования уравнения Дирака, которое пришло из квантовой теории, но я могу представить себе альтернативную историю, в которой физики начала 20-го века пытались исправить планетарную модель с помощью волн электронного поля — за исключением того, что мне это кажется что это также быстро привело бы к переходу к квантованному представлению.

Короче говоря, всегда можно предложить решения проблемы устойчивости, но решения также должны иметь смысл с остальной физикой. Из-за этого многие классические решения для стабильности выглядят очень неуклюже.