V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
v2/r (1/4πεo).
*) Dosazením zmíněného Larmorova vyzařovacího vzorce -(dE/dt) (2/3).
Pro pohyb elektronu nábojem hmotností elektrickém Coulombovském poli jádra nábojem +Z. Takový
"elektrický kolaps" planetárního atomu přitom proběhl velmi rychle, asi 10-10 sekundy pro
atom vodíku. nejjednodušším případě kruhové dráhy poloměru dostáváme jednoduchou
pohybovou rovnici
me. Integrací jeho inverzního
tvaru r(t=0) rat původní poloměr atomu rat 10-10m výchozím čase t=0, r(t=tcol) rnuc dopad na
jádro poloměru rnuc 10-14m, dostaneme pro čas kolapsu tcol hodnotu tcol (4π2εo
2me
2c3/Ze4).e je
atomové číslo, nyní nazývané protonové viz níže "Atomové jádro") platí podle 2.
Nic takového ovšem naštěstí nepozorujeme atomy zde existují jsou stabilní! Kromě toho atomy
s elektrony nejrůznějších oběžných drahách vysílaly spojitě různé frekvence
elektromagnetického záření, což rozporu experimentálně pozorovanými nespojitými spektry záření
atomů, složenými jednotlivých spektrálních čar přesně daných vlnových délkách (frekvencích
http://astronuklfyzika.(rat
3 rnuc
3) 10-10/Z [sec].5 "Elektromagnetické pole.(1/4πεo).d2r/dt2 -(1/4πεo).(Ze4/me
2c3r2).", Larmorův vzorec (1.
Původní planetární model však měl nedostatek tom, byl rozporu klasickou
elektrodynamikou: Podle Maxwellových rovnic elektrodynamiky každý elektrický náboj, pohybující se
se zrychlením, vyzařuje elektromagnetické vlny.htm (25 58) [15.RNDr.61'), monografie "Gravitace, černé díry fyzika prostoročasu".ro,
kde polohový vektor jádra místa elektronu, okamžitá vzdálenost elektronu jádra, jednotkový
radius-vektor směřující jádra elektronu.(1/4πεo).Ze2/r2 jádra podle Coulombova zákona.v2/r, působící elektron
při kruhovém pohybu, přitažlivé elektrické síly (1/4πεo).cz/JadRadFyzika.1.10.
Planetární model atomu
E.(Ze2/r2).2008 12:13:16]
.2 "Newtonův gravitační zákon" monografie "Gravitace, černé
díry fyzika prostoročasu"). Takto brzděný elektron
by spirále obíhal klesal stále blíže blíže jádru, intenzita frekvence (rovná frekvenci kruhového
pohybu elektronu) vyzařování zvyšovala, elektron nakonec dopadl jádro *). Tato pohybová rovnice vyjadřuje pohyb elektronu centrálním poli jádra po
Kepplerových dráhách (obecně elipsa, hyperbola, parabola), podobně jako tomu pohybu planet centrálním
gravitačním poli (podrobný matematický rozbor §1.Ze2/r2,
udávající oběhovou rychlost elektronu závislosti poloměru oběhu Tuto základní rovnici planetárního
modelu atomu můžeme též jednoduše získat jako podmínku rovnováhy odstředivé síly me. Takže každý elektron obíhající kolem jádra (kruhový pohyb je
nerovnoměrný mění směr vektoru rychlosti dostředivé zrychlení) měl vytvářet periodicky
proměnné elektromagnetické pole, které projevovalo vyzařováním elektromagnetických
vln, odnášejících kinetickou energii obíhajícího elektronu viz §1.Rutheford tedy základě výše zmíněných experimentů rozptylem α-částic při jejich průchodu
tenkými kovovými fóliemi sestavil první realistický model atomu nyní všeobecně známý
planetární model, podle něhož atom skládá kladně nabitého jádra, kolem něhož obíhají záporně
nabité elektrony (obr. Jádro přitom považuje nehybné nekonečně těžké srovnání
s hmotností elektronu me.1. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
je tomu planet sluneční soustavě. Přitažlivá elektrická síla, působící podle Coulombova zákona mezi
zápornými elektrony kladným jádrem, vyrovnávána odstředivou silou vznikající při kruhovém
oběhu elektronů.q2a2/c3 náboje elektronu q=e
a zrychlení jeho kruhového pohybu v2/r (1/4πεo)Ze2/mer2 dostaneme pro časovou změnu poloměru oběhu
r (zmenšování klesání spirále) diferenciální vztah dr/dt -(4/3).Newtonova zákona síly a
Coulombova zákona elektrostatiky pohybová rovnice
me.5). Maxwellovy
rovnice
