КАК АТОМЫ ОБМЕНИВАЮТСЯ ЭНЕРГИЕЙ
В первом опыте были взяты пары ртути. Энергия снаря - дов-электронов увеличивалась постепенно. Оказалось, что при малых энергиях электронов никакого возбуждения атомов ртути не наступало. Электроны ударяли в них, но отскакивали с той же скоростью, не отдавая им своей энергии. Атомы ртути были безучастны к ударам электронов. Они не испускали никакого излучения.
Но так было только до тех пор, пока электроны не достигали определённой, «критической» энергии, равной 4,9 электрон-вольта. Электрон-вольт — это единица энергии; она равна энергии, которую приобретает электрон, ускоренный электрическим полем с разностью потенциалов в один вольт.
Как только электроны в пушке достигали этой критической энергии, атомы ртути при ударе захватывали у электронов их энергию и после этого начинали испускать излучение с частотой 11,8*1014.
В результате излучения атомы теряли захваченную ими энергию и вновь приходили в нормальное состояние; излучение прекращалось.
Изменяя условия опыта, физики убедились, что атомы ртути способны захватывать также и большие порции энергии, но тоже совершенно определённые. После этих захватов пары ртути начинали испускать излучения также и других частот, тоже строго определённые. Поглощённая каждым атомом энергия затем полностью отдавалась при излучении. При этом всегда осуществлялся закон: частоты излучения были тем больше, чем больше была порция энергии, которая была сначала захвачена, а затем излучена атомом.
Атомы других веществ вели себя совершенно так же. Только порции энергии, которые они захватывали, были другие, но всегда определённые для атомов одного и того же вещества.
Эта закономерность оказалась не случайной. Физики уже знали, что свет излучается и поглощается только порциями, получившими название «квантов света», или «фотонов». Между энергией фотона и его частотой существует строго определённое соотношение: чем больше энергия, тем больше и частота. Когда атом отдаёт излишек энергии, он отдаёт его сразу в виде одной порции света — фотона. Следовательно, по частотам излучаемого света можно судить о величине порций энергии, отдаваемых атомом.
Каждый атом в нормальном состоянии всегда имеет определённый запас энергии. При возбуждении этот запас увеличивается.
Возбуждённый атом излучает свет, теряет из запаса часть энергии в виде фотонов, соответствующих определённой частоте, и в конце концов возвращается в нормальное состояние. Физики выражают ту же мысль и иначе; они говорят: каждый атом находится в определённом «энергетическом состоянии». Излучая фотон, атом переходит в другое энергетическое состояние с меньшей энергией. Значит, по частотам излучения атомов можно судить о том, какие энергетические состояния могут быть у атомов, какие возможны переходы из одного энергетического состояния в другое. Этот вывод физики использовали для построения модели атома.
