Η σταθερότητα των ατόμων

...Και βέβαια το κλασικό μοντέλο (Rutherford) αδυνατεί να εξηγήσει τη σταθερότητα των ατόμων. Τα άτομα π.χ. ενός αερίου βρίσκονται σε μια αδιάκοπη θερμική κίνηση , με εκατομμύρια αμοιβαίες κρούσεις το δευτερόλεπτο και με ταχύτητες της τάξης των δεκάδων χιλιάδων μέτρων ανά δευτερόλεπτο . Και όμως αναδύονται από τις αμοιβαίες αυτές κρούσεις τους τελείως αμετάβλητα. Αυτό δεν θα είχαμε καμιά δυσκολία να το αντιληφθούμε αν τα άτομα ήταν πραγματικά ά-τομα και άρα «εξαιρετέα από την αλλαγή και την φθορά » όπως λέει ο Επίκουρος. Αλλά δεν είναι. Συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις. Και πάντοτε ξαναβγαίνουν τα ίδια . Σαν να μην έχουν ιστορία και προϊστορία . Σαν η μορφή τους να είναι προκαθορισμένη .

Μια προσπάθεια ερμηνείας της σταθερότητας των ατόμων με την βοήθεια της θεωρίας του Μπορ.
Η σταθερότητα των ατόμων

Χρόνος κατάρρευσης του κλασσικού ατόμου

Στα επόμενα θα θεωρήσουμε το απλούστερο δυνατό άτομο, το άτομο του υδρογόνου। Μπορούμε να υπολογίσουμε την τάξη μεγέθους του χρόνου, που θα οδηγούσε στην «κατάρρευση» του «κλασσικού» ατόμου। Για να το κάνουμε αυτό θα χρησιμοποιήσουμε την «κλασσική» σχέση που μας δίνει την ακτινοβολούμενη ισχύ Ρ, από ένα επιταχυνόμενο ηλεκτρικό φορτίο. Σύμφωνα λοιπόν με την κλασσική ηλεκτροδυναμική, ο ρυθμός με τον οποίο ακτινοβολεί ενέργεια ένα επιταχυνόμενο φορτίο είναι ανάλογος του τετραγώνου της επιτάχυνσης του....

Η Κατάρρευση του κλασσικού ατόμου.

Ταλάντωση διατομικού μορίου

Ας θεωρήσουμε ότι για κάποιο διατομικό μόριο, η δύναμη μεταξύ των ατόμων του μπορεί να προσεγγισθεί από τη σχέση:

όπου r η απόσταση μεταξύ των δύο ατόμων και όπου τα C και D είναι θετικές σταθερές:

α) Σχεδιάστε προσεγγιστικά την δύναμη ως προς την απόσταση των δύο ατόμων.

β) Βρείτε τη θέση ισορροπίας (rο).

γ) Αν , είναι μια πολύ μικρή μετατόπιση από τη θέση ισορροπίας, δείξτε ότι η κίνηση για τέτοιες μετατοπίσεις είναι γραμμική αρμονική ταλάντωση.

(Θεωρούμε ότι τα δύο άτομα «απομακρύνονται» από τη θέση ισορροπίας τους και αφήνονται ελεύθερα να κινηθούν).

δ) Βρείτε τη σταθερά του «ελατηρίου».

ε) Προσδιορίστε την περίοδο των ταλαντώσεων.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ