Доборовские представления о строении атома

Идеи Стонея

Мысль о сложной структуре атома могла возникнуть уже после открытия спектрального анализа. Связь спектральных и химических свойств элементов стала несомненной как для физиков так и для химиков.

Физики понимали, что спектры разреженных газов являются "языком атомов", и сложность спектров указывала на сложный механизм атома-излучателя.

Возникновение электромагнитной теории света Максвелла-Герца и идея атомности электричества Гельмгольца-Стонея подводили к представлению об атоме как системе электромагнитных излучателей. В 1891 г. на съезде Британской ассоциации в Лондоне Джонстон Стоней сделал доклад "О причинах двойных линий в спектре". Он начинает этот доклад следующими словами: "Линии спектра газа происходят благодаря некоторым явлениям, которые имеют место внутри молекул и которые в состоянии действовать на эфир. Эти явления могут быть герцевскими разрядами между молекулами, имеющими различную электризацию, или они могут быть результатом движения постоянных электрических зарядов, предположение о существовании которых дает более легкое объяснение закона электролиза Фарадея. Количество заряда, объединенное с каждой связью, две или более из которых присутствуют в каждом химическом атоме, имеет всегда то же самое количество электричества".

Здесь отчетливо видны те компоненты, из которых возникало, представление о сложном атоме: связь спектральных и химических характеристик, открытая Кирхгофом и Бунзеном, электромагнитная теория света и электронная теория электролиза. Напомним, что самый термин "электрон" принадлежит Стонею. В указанном докладе он приходит к мысли, что источником спектральных линий является колебательное движение электронов: "Электрон, если он колеблется каким-либо образом внутри молекулы, может быть причиной таких электромагнитных волн, обнаруживаемых при помощи спектроскопа".

Чрезвычайно интересно, что Стоней приходит к выводу, что причиной спектров является орбитальное движение электронов в атоме. "Это движение,- говорит он,- может быть разрешено при помощи теоремы Фурье в виде суперпозиции частичных движений, каждое из которых есть простое колебательное движение по эллипсу, и каждое из этих частичных движений производит его собственную линию в спектре".

Это, по-видимому, одна из первых моделей (если не первая) атома, напоминающих модель Бора-Зоммерфельда. В этой же статье Стоней выдвигает идею возмущения орбитального движения электронов слабыми силами, которое приводит к прецессии эллиптической орбиты, результатом чего являются дуплеты спектральных линий.

"Автор думает, что он имеет основание подозревать, что почти все спектральные линии - двойные и что они не появляются только в том случае, когда наши спектроскопы имеют недостаточную разрешающую способность, или когда каждая из составляющих так расширилась, что уничтожает интервалы между ними, или, в тех редких случаях, когда частичное движение является круговым и одна из двух составляющих двойную линию имеет нулевую интенсивность". Таков первый набросок модели электромагнитного излучающего атома.