Задача №304-s по физике (11 класс, Мякишев Г.Я.)

§ 6.7. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО СУЩЕСТВОВАНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ СОСТОЯНИЙ Успехи теории атома водорода были получены ценой отказа от фундаментальных положений классической механики, которая на протяжении более 200 лет счи- талась безусловно справедливой. Поэтому большое зна- чение имело прямое экспериментальное доказательство справедливости постулатов Бора, особенно первого по- стулата о существовании стационарных состояний. Второй постулат можно рассматривать как след- ствие закона сохранения энергии и гипотезы о реально- сти фотонов. Существование стационарных состояний было доказано в опытах немецких физиков Д. Франка и Г. Герца в 1913 г. Идея опытов такова: для обнаружения стационарных состо- яний нужно исследовать поведение атома при передаче ему определённых количеств энергии. Если стационарных состо- яний нет, т. е. если внутренняя энергия атома может прини- мать любые значения, то, передавая атому некоторую энер- гию, мы обязательно возбудим атом, т. е. увеличим его внут- реннюю энергию. Если же стационарные состояния есть, то для увеличения внутренней энергии ему нужно передать энергию, превышающую разность энергий двух низших ста- ционарных состояний. При передаче меньшей энергии атом не возбуждается, и передаваемая ему энергия увеличивает лишь кинетическую энергию атома как целого. Проще всего передавать атомам определённую энергию, бомбардируя их электронами, ускоренными электрическим полем. Пройдя разность потенциалов U, электрон приобре- тает кинетическую энергию mv2 = eU.