[
вернуться к содержанию сайта]Задачей первой части широко задуманной книги Штарка является изложение свойств тех элементов, из которых построен атом. Для этого излагаются те прочные, но отрывочные сведения, которые дал до сих пор опыт, и дополняются гипотезами ему не противоречащими. Получается, таким образом, весьма произвольная картина, достаточно, однако, определённая для того, чтобы послужить основой для динамики атома (2-я часть посвящена излучению, а 3-я – химической структуре атома). Основные черты воззрения Штарка следующие. Предполагается существование основных элементов: отрицательного электрона и положительного элементарного ядра – архиона, обладающего равным, но противоположным электрону зарядом. И электрон и apxион одинаковы во всех телах, и не могут быть далее разбиты, не потеряв своей индивидуальности. И электрон и архион обладают, однако, определённой структурой, причём автор различает их “внутренний” и “внешний объём”. Под первым понимается шар, охватывающий все части, участвующие в структуре (так, например, относительно apxионa предполагается, что в нём имеются ещё электроны, часть которых движется по замкнутым кривым без сопротивления и создаёт магнитный момент архиона; магнитными силами архионы связаны в замкнутые цепи, образующая химические атомы).
Внешним объёмом автор называет ту часть пространства, в которой находится энергия данного заряда, связанная с последним по представлению автора, и находящаяся в непрерывном периодическом движении внутри внешнего объёма. Действие двух зарядов друг на друга возможно лишь при непосредственном соприкосновении их внешних объёмов откуда следует, что внешние объёмы превышают размеры лабораторных приборов.
Как внешний, так и внутренний объём заряда могут быть деформированы при воздействии другого заряда. Менее гипотетичны свойства электронов, хотя и здесь автор допускает сложное строение их внутреннего и внешнего объёмов.
Всемирное притяжение рассматривается, как воздействие беспорядочных электромагнитных полей двух тел, тогда как взаимодействие 2-х атомов или архионов сводится к упорядоченным электрическим и магнитным силам двух внешних объёмов.
Не выяснено, впрочем, почему беспорядочные поля должны вызвать именно притяжение.
В книге имеется ещё ряд более детальных и ещё менее обоснованных гипотез, как например о структуре и движении энергии во внешнем объёме заряда, о причинах притяжения разноимённых и отталкивания одноимённых зарядов и т. д.
–––––––––––––––––
Недавно появившаяся вторая часть книги Штарка занимает совершенно особое место в литературе вопроса об излучении. В оптике ещё недавно различали три отдела; геометрическую, физическую (электромагнитную теорию света), и термодинамическую оптику. Особняком стоял богатый опытный материал по спектральному анализу и флуоресценции. В необычайно простой и всё же необъяснимой закономерности серий и полос проявлялась здесь структура атома. За последнее десятилетие изучен был ряд новых явлений, связанных с этой структурой: явления Зеемана и Керра, явление Доплера для закатодных лучей, флуоресценция паров, фосфоресценция, фотоэлектричество и вторичные катодные и рентгеновские лучи – явления, требующие для своего объяснения знания внутриатомных сил.
С другой стороны, и термодинамическая оптика выставила неожиданно новую гипотезу о совершенно особых свойствах отдельных излучателей.
Таким образом, наряду с лучистой энергией, созданной телом – скоплением громадного числа излучателей – возник вопрос о свойствах отдельного центра излучения, об “элементарном излучении”.
Несомненно, желательна и вполне современна книга, систематически излагающая всё то, что известно об элементарном излучении, и в то же время дающая попытку объяснить и связать при помощи нескольких гипотез богатые, но случайные опытные данные. Такую задачу поставил себе автор реферируемой книги, который уже много лет с большой энергией исследует свойства элементарных центров излучения и защищает гипотезу об атомном строении лучистой энергии.
Заглавия 5 отделов, из которых состоит книга, вполне определяют цель автора.
1) Основы электромагнитного излучения.
2) Структурная характеристика спектров.
3) Элементарный носитель и источник спектров.
4) Элементарный обмен световой энергии.
5) Структура элементарной световой энергии.
Главные гипотезы, на которых автор строит своё изложение, состоять, во-первых, из предположений о носителях тех или иных видов излучения и, во-вторых, из развития гипотезы об атомах лучистой энергии.
На основании некоторых признаков, установленных почти исключительно работами самого автора, Штарк предполагает, что
1) полосатый спектр имеет своим источником отрицательные электроны, обусловливающие валентность и химические реакции;
2) линейчатый спектр испускается положительным ядром атома или принятыми автором элементарными положительными ядрами (архионами).
3) сплошной спектр есть результат теплового движения свободных электронов;
4) рентгеновские лучи испускаются или спрятанными глубоко внутри атома электронами (линейчатые лучи) или же свободными электронами (непрерывный спектр лучей).
С этими гипотезами комбинируется допущение, что
1) элементарный центр излучения может получать и испускать энергию в количествах кратных hν – произведению универсальной постоянной h на свойственное ему число колебаний.
2) элементарная лучистая энергия испускается отдельным центром лишь в одном направлении, а именно в направлении движения центра тяжести элементарного светового импульса. Эта энергия всегда остаётся в объёме, порядок которого соответствует λ3, где λ – длина волны.
В книге можно найти полную сводку всех данных, говорящих в пользу подобной атомной теории света.
Значительная часть опытного материала получена исследованиями автора и ученика его Штейбинга. Как самые факты, так и в особенности выводы из них, вызвали серьёзные возражения со стороны других специалистов и обширную полемику. К сожалению, в книге эти возражения часто не излагаются, делается лишь указание, что существовали возражения, опровергнутые автором. Не всегда поэтому из изложения видно, какие факты можно считать прочно установленными.
Гипотезы, принятые автором относительно происхождения спектров, носят исключительно качественный характер. Автор и не пытается придумать механизма, объясняющего закон строения серий. Иногда и качественное согласие не вполне просто вытекает из принятых гипотез. Так, например, предположение, что серии испускаются положительными ядрами, противоречит тому, что явление Зеемана, свойственное сериям, вызывается отрицательным электроном. Автор примиряет это противоречие допущением, что серии вызываются электронами, находящимися внутри положительных зарядов. Такие добавочные допущения встречаются, к сожалению, слишком часто и сильно понижают стройность системы. Иногда для объяснения частного факта, наблюдённого пока в одном-двух случаях, делаются специальные гипотезы, так, например, допущение, что электроны движутся по вытянутым спиралям, для указания на возможность появления двух рядов частот.
Постоянное пользование гипотезами, хотя и произвольными, позволяет автору систематизировать большое количество отрывочных и незаметных фактов. Картина, полученная таким образом, ещё совершенно неопределённа, мало обоснована и даже не всё одинаково непринуждённо объясняет. Но это единственная связная картина, захватывающая новую область элементарного излучения. Картина эта создала целый ряд конкретных экспериментальных задач и может оказаться полезной для ориентировки в данной области.
Если мы, однако, вспомним, в каком положении находится в настоящее время кинетическая теория материи, имеющая за собой несколько столетий, то мы не поставим в вину этой молодой и ещё глубже идущей области знания неопределённости и незначительности достигнутых ею результатов.
Со многих сторон мы подошли к загадке строения атома, происхождения и строения света. Уяснение её является ближайшей задачей физики и появление первого полного, хотя и весьма одностороннего изложения задачи нельзя не приветствовать.
А. Иоффе
Дата установки: 28.04.2011
[
