Опостулатах Бора

1.
Из первого постулата Бора (постулата стационарных состояний) следует, что «…в атоме существуют стационарные квантовые состояния, не изменяющиеся с течением времени без внешних воздействий на атом.
Каждому стационарному состоянию соответствует определённая энергия атома Еn. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные (круговые – примечание автора) орбиты, по которым движутся электроны. При движении по стационарным орбитам электроны, несмотря на то, что они движутся ускоренно, не излучают электромагнитных волн. В первом постулате Бора содержится отказ от выводов электродинамики о том, что ускоренно движущийся электрический заряд всегда излучает электромагнитные волны.» (1)
«С точки зрения теории Максвелла рождение фотонов происходит в том случае, когда заряженное тело движется с ускорением; с квантовомеханической же точки зрения – когда заряженная частица (электрон) перескакивает с одной боровской орбиты на другую.» (2)
Второй постулат Бора (правило частот) гласит: «… при переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается один фотон. Атом излучает (поглощает) один квант электромагнитной энергии, когда электрон переходит с орбиты с б′ольшим (меньшим) на орбиту с меньшим (б′ольшим) главным квантовым числом. Энергия фотона равна разности энергии атома в двух его стационарных состояниях:
h⋅νmn = Em – En
Если Em > En, то происходит излучение фотона, если Em < En – поглощение фотона.» (1)

2.
Рассмотрим процесс возбуждения атомной системы на примере простейшего атома – атома водорода, состоящего из протона и электрона. При поглощении атомом водорода энергии фотона ε эта энергия передаётся электрону. Данное утверждение следует не просто из того, что после рассеяния фотона видимых изменений с протоном не происходит, а электрон перемещается с 1S уровня на более высокий 2Р уровень. Дело в том, что сам электрон переходит из 1S в более энергичное 2Р состояние. При этом частота волны, характеризующей состояние электрона, увеличивается втрое, что подтверждается увеличением значения магнитного квантового числа, которое у S-электронов равно единице, а у Р-электронов равно трём (3).
Для фотона, который, как считается, лишён массы покоя, импульс записывается формулой
Р = Е \ с, (4) где Е – энергия фотона, с – скорость света.
Наименьшая энергия, которая должна быть у фотона, требующаяся для выбивания электрона, составляет 1,9 эВ или 3.0 ⋅ 10-12 эрг. (5). Соответственно, импульс такого фотона будет равен Рф = 3.0⋅ 10-12 : 3⋅ 10-10 = 1⋅ 10-22
Импульс релятивистского электрона составляет:
Рэл = m ⋅ с = 0.9 ⋅ 10-27 ⋅ 3 ⋅ 1010 = 2.7 ⋅ 10-17
Таким образом, импульс релятивистского электрона в 270.000 раз больше импульса фотона. Даже если в атоме скорость электрона в 10 раз меньше скорости света, его импульс всё равно будет в 27 тысяч раз больше импульса фотона. Импульс – это вектор. При сложении двух векторов, один из которых в 27 тысяч раз меньше другого, ни величина, ни направление большего вектора существенно не изменятся.
Кроме того, вектор перемещения фотона направлен извне к протону – ядру атома водорода.
Возникшее в результате рассеяния фотона перемещение электрона происходит с меньшей орбиты на б′ольшую, то есть в направлении от ядра атома водорода. Этим также подтверждается то обстоятельство, что полученная электроном энергия фотона ε не направляет движение электрона как векторная сила, а лишь преобразует внутреннее состояние электрона.
В то же время, в зависимости от структуры тела, даже небольшое целевое воздействие на неё может коренным образом изменить состояние тела. Именно такое воздействие оказывает фотон на состояние электрона.
Исходя из вышеизложенного, невозможно утверждать, что фотон передал электрону такой импульс, который направил движение электрона с 1S на 2Р уровень.
Из теории Максвелла, что не противоречит второму постулату Бора, следует, что при переходе электрона с 1S на 2Р уровень электрон ускоренно не движется, так как в этом случае атомом фотон не излучается. Значит, SР-перемещение электрона, подобно его движению по стационарной (боровской) орбите, не требует от электрона дополнительных затрат энергии.
Исходя из вышеизложенного, можно говорить о том, что электрон поглотил энергию фотона ε, и сам стал энергичнее. Но нельзя утверждать, что на перемещение электрона с 1S на 2Р уровень была затрачена именно энергия поглощённого фотона ε, что Еsp = ε. Гораздо логичнее было бы утверждать, что в данном случае энергия SР-перемещения электрона (Еsp) равна нулю, так как затрат энергии именно на перемещение электрона замечено не было. Переход атома водорода в возбуждённое состояние после рассеяния фотона явился следствием изменения электрона, но не следствием совершения работы по перемещению электрона с 1S на 2Р уровень за счёт поглощённой энергии фотона ε.
Таким образом, условия второго постулата Бора о том, что энергия фотона ε равна разности энергий атома при переходе электрона с 1S на 2Р уровень, не подтверждаются. Действительно лишь то, что энергия фотона ε равна разности энергий электрона в 2Р и 1S состояниях.

3.
Теперь рассмотрим вопрос о том, равна ли энергии фотона ε разность энергий атома (Ерs), при его возврате в стационарное состояние, то есть при обратном переходе электрона с 2Р на 1S уровень.
Электрон к протону притягивает кулоновская сила. После перехода электрона из S в Р энергетическое состояние кулоновская сила не смогла удержать электрон на 1S орбите. Значит обратно, с 2Р на 1S уровень, кулоновская сила сможет возвратить электрон лишь только после понижения его энергичности с Р до S уровня. Это и происходит с электроном на 2Р уровне в течение 10-8 с – за то время, которое электрон находится на 2Р уровне. В соответствии с законом сохранения энергии, на приведение электрона из Р в S состояние кулоновская сила должна затратить ровно столько энергии, сколько было затрачено на S – Р превращение, а именно - энергию фотона ε.
Далее кулоновская сила начинает ускоренно притягивать электрон к протону, затрачивая при этом энергию фотона ε на излучение фотона.
Затем совершается непосредственная работа - ΔА по перемещению электрона с 2Р на 1S уровень, на что также затрачивается энергия – ЕΔА. Минимальным количеством этой энергии (ЕΔАmin) будет снова энергия фотона ε, так как ε - это и есть минимально возможное количество энергии. ЕΔАmin = ε.
Таким образом, минимальная энергия, необходимая для возврата электрона с 2Р на 1S стационарную орбиту, а атома водорода в стационарное, невозбуждённое состояние, равна 3 ε.
Вывод: второй постулат Бора в той части, что энергия фотона ε равна разности энергий атома в двух его стационарных состояниях, не подтверждается ни при SР-, ни при РS-перемещении электрона. Следовательно, второй постулат Бора в указанной части не соответствует действительности.
Для лучшего понимания существа рассмотренного процесса и для того, чтобы получить о нём хоть некоторое наглядное представление, приведём следующий пример. Если во время отлива на корабле ударом волны оторвёт якорь, то корабль отнесёт в открытое море. Энергия, понадобившаяся на перемещение корабля по морю, никак не будет относиться к энергии, затраченной на отрыв якоря. То же и с количеством энергии, необходимой для возвращения корабля на прежнее место. И это количество энергии никак не относится к энергии, затраченной волной на отрыв якоря. Зато, оказывается, энергия волны, затраченная на отрыв якоря, равна энергии волны, ударившейся о борт корабля в начале его обратного перемещения на прежнее место в направлении, противоположном отливу.

4.
Обратим внимание на силу, переносящую электрон с 1S на 2Р уровень. Так как она проявляет себя сразу же после изменения состояния электрона, и её, фактически, ничто не инициирует, можно говорить о том, что в направлении, противоположенном действию кулоновской силы притяжения, действует постоянная антикулоновская сила.
В рассматриваемом процессе нам встречаются три вида движения электрона. Один вид движения – РS-перемещение электрона, явно ускоренное движение, так как при нём излучается фотон. Второй вид – якобы ускоренное движение электрона по стационарной орбите без излучения фотона. Третий вид – равномерное движение электрона с нижнего энергетического уровня на верхний.
Рассмотрим эти три вида движения электрона с точки зрения направления действия антикулоновской силы.
В случае перемещения электрона по стационарной орбите можно отметить, что перемещение электрона в направлении, противоположном действию антикулоновской силы, не происходит. Фотон при этом не излучается.
В случае SР-перемещения электрон движется в направлении действия антикулоновской силы. Излучения фотона также не происходит.
В случае РS-перемещения электрон движется против направления действия антикулоновской силы, и только в этом случае излучается фотон.
Обобщая, можно сказать, что электромагнитное излучение происходит лишь в том случае, когда движение электрона происходит в направлении, противоположном действию антикулоновской силы. Но, так как движение против антикулоновской силы возникает лишь под действием кулоновской силы притяжения, и обе эти силы действуют одновременно и постоянно, то можно утверждать, что электромагнитное излучение происходит тогда, когда электрон ускоренно перемещается к протону под действием кулоновской силы притяжения.

5.
Равномерное вращение тела, имеющего неподвижную ось вращения – это такое движение, при котором алгебраическая сумма моментов всех сил, действующих на это тело, равна нулю.
Σ М = 0 (6).
Казалось бы, в случае с электроном, движущимся по стационарной орбите, имеет место баланс центробежной антикулоновской и центростремительной кулоновской сил, и, следовательно, сумма моментов этих сил, приложенных к электрону, равна нулю. Из этого следует, что стационарная (боровская) орбита является круговой, что и установлено в первом и третьем постулатах Бора. Но, так как по характеру движения электрон является волной (7), так как законы движения в микромире имеют волновой характер (8), орбита электрона никак не может быть круговой.
В рассмотренном нами выше процессе повышение энергичности электрона, то есть изменение его состояния, его волнового движения, привело к прекращению действия на него кулоновской силы притяжения. На стационарной орбите кулоновская сила также прекращает притягивать электрон к протону. Но, это происходит не из-за баланса прилагаемых к электрону кулоновской и антикулоновской сил. А, вновь, в связи с волнообразным движением электрона, которое в определённом месте, в соответствии с состоянием электрона, позволяет избегать воздействия на электрон одновременно действующих как кулоновской силы притяжения, так и антикулоновской силы распространения, вместе составляющих единую силу гравитации.

Литература:
1. Яворский Б.М., Селезнёв Ю.А. «Справочное руководство по физике», Москва,
«Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1984,
с. 296.
2. Купер Л.Н. «Физика для всех», Издательство «Мир», Москва, 1973, т.2, с. 210.
3. - // - с. 201, 202, 204.
4. Форд К.У. «Мир элементарных частиц», Издательство «Мир», Москва, 1955, с. 93.
5. Купер Л.Н., см. 2, с. 125.
6. Жданов Л.С., Мараджян В.А.»Курс физики», ч.1, Издательство «Наука», Москва, 1968,
с. 144.
7. Купер Л.Н., см. 2, с. 180.
8. Компанеец А.С. «Теоретическая физика», ГИТТЛ, Москва, 1955, с. 247.