Механизм возникновения стационарных орбит атома Бора.
Ещё одна мыслишка на эту тему.
Согласно законам классической электродинамики вращающийся по орбите электрон должен излучать электромагнитные волны и поэтому быстро терять свою кинетическую энергию, а значит, 'упасть' на притягивающее его положительное ядро. А атомы, если не вечны, то, во всяком случае, системы достаточно устойчивые. Молодой Нильс Бор выдвинул в 1913 году идею, спасшую заведомо обречённую модель Резерфорда именно тем, что 'отменил' законы электродинамики для электронов в атоме, которые вращаются НЕ ИЗЛУЧАЯ, по 'СТАЦИОНАРНЫМ ОРБИТАМ'.
Но что это такое и ПОЧЕМУ именно на таких орбитах электроны не излучают, объяснения не было.
НЕ ИЗЛУЧАЮТ и всё тут!
Де. МИКРОмир полон всяких 'СПЕЦИФИЧЕСКИХ КВАНТОВЫХ' явлений и особенностей, которые нам, людям, существам МАКРОскопическим, понять не дано!
Решил всё же попробовать ответить на этот неприятный вопрос 'ПОЧЕМУ'?
Электрон за счёт своего ДВИЖЕНИЯ в плоскости орбиты создаёт вокруг себя магнитное поле, напряжённость которого зависит от его скорости. Чем быстрей он движется - тем больше, чем медленней - тем меньше. Наглядно такое поле выглядело бы как некий магнитный тор, магнитно-полевой 'бублик'. Максимум диаграммы излучения электрона (забудем пока о гениальной идее Бора) лежит в плоскости орбиты. Нуль излучения в направлении, перпендикулярном - вдоль 'оси' орбиты.
Что видит наблюадатель, смотряший на плоскость орбиты, 'бублика', сбоку? Он видит некий электрический заряд, движущийся то в одну, то в другую сторону. Колеблющийся туда-сюда заряд.
Причём движется этот заряд не только с непостоянной скоростью (ДЛЯ БОКОВОГО НАБЛЮДАТЕЛЯ!!!), а даже с непостоянным ускорением, неравноускоренно.. Это и порождает излучение электромагнитных волн.
Так, ЧТО? Достаточно такого осциллирующего 'туда-сюда' заряда электрона'?
Оказывается НЕДОСТАТОЧНО!
Должно УСКОРЕННО МЕНЯТЬСЯ и его МАГНИТНОЕ ПОЛЕ! 'Пульсирующий бублик'!
И подумалось мне, вот, была бы у меня волшебная палочка-выручалочка, вполне макроскопическая, чтобы держать её в руке, махнул бы ею и устранил бы это магнитное поле, оставив только вращающийся электрон с его электрическим зарядом неизменными, и ЧТО тогда было бы? Было бы излучение или не было?
Мой ответ: Никакого бы излучения без магнитного поля не было бы, оставался бы лишь один 'осциллирующий' с частотой вращение по орбите заряд. Излучение возможно лишь при наличии двух необходимых и достаточных составляющих - изменяющихся электрического и магнитного полей! ИЗМЕНЯЮЩЕЕСЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ!
Да, вот беда, - нет у меня такой палочка!
А у атома она ЕСТЬ!
Атом сумел отыскать нечто НЕ отменяющее магнитного поля движущегося заряда, а КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ ЕГО!
Магнитный момент самого электрона!
Представим себе такую картину. Наюлюдатель с сбоку смотрит на бегающий по орбите электрон и видит не только его электрический заряд (для него, в его проекции, бегающий туда-сюда в пределах диаметра орбиты). но и создаваемое им магнитное поле, которое, опять же ему видится как некая поперечная линия чего-то, и тоже, то останавливающаяся, (по краям), то снова бегущая туда-сюда. Представим себе что электрон на орбите движется 'боком', то есть его собственное магнитное поле, создаваемое спином, вращением вокруг собственной оси, спиновой магнитный момент, направлено вдоль его оси вращения, а значит перпендикулярно плоскости орбиты, и направлено оно так, что это поле полностью аннулирует магнитное поле движения электрона. Мы получили то, что хотели: Движущийся по орбите электрический заряд, НЕ СОЗДАЮЩИЙ МАГНИТНОГО ПОЛЯ! А раз нет магнитного поля движения по орбите, НЕТ И ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН!
На это допущение любой, знающий физику в пределах школы, скажет: Всё это выглядит очень красиво и интересно, да НЕРЕАЛЬНО, ибо электроны в атоме движутся по обритам РАЗНОГО ДИАМЕТРА И С РАЗНОЙ СКОРОСТЬЮ, а у электрона и спин и зависящий от него магнитный момент ПОСТОЯННЫ! Так, КАК постоянный магнитный момент ухитряется для разных электронов на разных орбитах компенсировать РАЗЛИЧНЫЕ по величине магнитные поля движения???
Ответ: Изменением угла наклона спина электронов к плоскости орбиты.
У электронов на внешних орбитах, при относительно малой их скорости вращения, спиновой магнитный момент 'наклонён' к плоскости под маленьким углом и его проекция на внешнее поле движения относительно мала, но достаточна для его полной компенсации.
У электронов, быстро вращающихся на внутренних, близких в ядру орбитах, спин и магнитное поле почти перпендикулярны плоскости орбиты и там их поле гораздо больше и столь же достаточно для компенсации их 'скоростного' магнитного поля!
Почему атомные орбитальные электроны так 'устроены'?
НЕ ЗНАЮ!
Окуджава на это ответил:
'Так Природа захотела!
Почему? - Не наше дело!'
Я считаю, что это НАШЕ дело, но всё сразу узнать НЕ в наших силах!
Вот и получилось некое доморощенное объяснение стационарным орбитам через 113 лет после гениальной додумки Бора!
Faciant meliora potentes.
25 IX 2026
P.S. Электрон при движении по орбите создаёт вокруг себя вихревое магнитное поле. Его собственный магнитный момент делает из него некий микромагнитик. Если допустить вышесказанное, то получается, что одной 'половиной' своего магнитного момента (допустим, внешней) он компенсирует вихревое поле движения по орбите. Но другая 'половина' его спинового момента СОВПАДАЕТ с магнитным полем движения и вдвое его увеличивает! Так, где же описанная 'компенсация'?
Не знаю!
Возможно, такое полувырожденное поле не способно к возбуждению электромагнитных волн?
НЕ 'возможно', а точно! 'Разорванное' магнитное вихревое поле НЕ МОЖЕТ породить полноценного вихревого электрического поля, а значит не будет и распространяющейся электромагнитной волны!
Что и требовалось доказать!