Номер 4, страница 76, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

*4. Почему с классической точки зрения ядерная модель атома неустойчива?

*4. Ядерная, или планетарная, модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом, описывает атом как систему, состоящую из положительно заряженного ядра в центре и вращающихся вокруг него по орбитам отрицательно заряженных электронов, подобно планетам, вращающимся вокруг Солнца. С точки зрения законов классической физики, такая модель является неустойчивой по следующей причине.

Согласно классической электродинамике Максвелла, любой электрический заряд, движущийся с ускорением, должен непрерывно излучать электромагнитные волны и, как следствие, терять свою энергию. Электрон, вращающийся по круговой или эллиптической орбите вокруг ядра, постоянно меняет направление своего движения, а значит, движется с центростремительным ускорением. Будучи заряженной частицей, он должен непрерывно излучать энергию.

Потеря энергии привела бы к тому, что электрон не смог бы удерживаться на своей орбите. Его скорость бы уменьшалась, а траектория превратилась бы в сужающуюся спираль. В конечном итоге, за очень короткий промежуток времени (расчеты показывают, что это время составляет порядка $10^{-11}$ с), электрон должен был бы упасть на ядро. Это означало бы, что атомы не могут существовать стабильно.

Однако мы наблюдаем, что атомы являются очень устойчивыми образованиями, и они не разрушаются самопроизвольно. Это явное противоречие между предсказаниями классической теории и экспериментальными фактами и доказывает неустойчивость ядерной модели атома с классической точки зрения. Эта проблема была разрешена позже в рамках квантовой механики, в частности, в модели атома Бора, который ввел постулаты о стационарных орбитах, находясь на которых электрон не излучает энергию.

Ответ: С классической точки зрения, электрон, вращаясь вокруг ядра, движется с ускорением и должен непрерывно излучать электромагнитные волны, теряя при этом энергию. Это привело бы к его быстрому падению на ядро и, следовательно, к нестабильности атома, что противоречит наблюдаемой реальности.