Общепринятым положением в физике со времени создания Постулатов Бора в 1913 году является представление о стационарных орбитах электронов в атомах, на которых электроны, вопреки законам электродинамики, не излучают. Атом излучает порции электромагнитной энергии лишь при переходе атомного электрона с одной, более высокорасположенной (по отношению к ядру) орибиты на более низкорасположенную. Так называемый квантовый скачок. При этом электрон теряет за счёт указанного излучения часть своей энергии.
КАКОЙ?
Если принять как нечто очевидное, что электрон НЕ теряет части своей массы и его спиновой момент тоже не уменьшается, остаётся предположить, что происходит потеря кинетической энергии электрона, попросту, скорость его движения уменьшается.
И вот появилась только что такая странная мыслишка: А как осуществляется этот перескок с одной орбиты на другую?
Просто берёт и 'спрыгивает'? И вот в таком спрыгивании с одной энергетической ступеньки атомной лестницы он ухитряется излучить некий квант электромагнитной энергии?
ЗА СЧЁТ КАКОГО МЕХАНИЗМА?
А что, если допустить, что, когда электрон сходит со стационарной орбиты, он, по тем же законам электродинамики, начинает излучать ОБРАЩАЯСЬ ВОКРУГ ЯДРА И СПУСКАЯСЬ ПО СПИРАЛИ НА БОЛЕЕ НИЗКУЮ ОРБИТУ?
Элементарный подсчёт показывает, что по порядку величин такой спиральный спуск как раз и может породить излучение нужной частоты. Электроны на внешних орбитах (в металлах) вращаются со скоростями от 600 до 2000 км/сек. Диаметр атомов примерно ангстрем или несколько ангстрем. Значит, при таких скоростях электрон, опишет огромное число витков спирали при спуске-перескоке. Каждый виток - это один период излучения! 'Сев' на новую стационарную орбиту он ПРЕКРАТИТ ИЗЛУЧАТЬ.
Так вот, число оборотов спирали в секунду, соотнося друг с другом скорость электрона и диаметр атома, получается по порядку величин вполне вероятным, то есть близким к наблюдаемой в практике частоте излучаемых квантов.
При переходах между внешними орбитами спираль более пологая и длинная, частота излучаемых квантов лежит в инфракрасной области.
Для водорода - серия Пашена.
При 'нырянии' электрона на самые нижние, близкие к ядру орбиты - электрон проделывает более короткую и крутую, с бОльшим количеством витков спираль, соответственно, частота квантов уходит в ультрафиолет и даже в рентгеновское излучение. Серии Бальмера и Лаймана.
И вообще, переходы на средних и нижних орбитах самые высокочастотные и при этом излучаются кванты с наибольшей частотой и, соответственно, энергией АШ-НЮ. (По формуле Планка).
Фактически, НЕ потенциальная энергия электрона, на верхней орбите и перепрыгивающего на более низкую, переходит непосредственно в энергию квнта излучения, а здесь наблюдается некий поэтапный процесс приращения и потери кинетической энергии. Электрон, срывающийся с верхней орбиты, имеет полную энергию, равную сумме его потенциальной и кинетической энергии. Дальше он по спирали падает к ядру. Благодаря притяжению ядра, скорость его нарастает (потенциальная энергия центрального кулоновского поля переходит в кинетическую.) Но, поскольку он уже НЕ НА СТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ, он начинает излучать электромагнитные колебания (один виток - один полный период колебаний), затрачивая на это частично приобретённую КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. Когда он 'садится на подходящую для него' по правилу отбора или запрета Паули орбиту, его сумма энергий будет другой, МЕНЬШЕЙ, чем первоначальная из-за затрат на излучение! Снова, именно приращение кинетической энергии электрона, движущегося по спирали к ядру, тратится на излучение. Именно она и определяет энергию излучённого кванта. Хотя может оказаться, что его кинетическая энергия внизу может оказаться даже БОЛЬШЕЙ, чем наверху. Но СУММА ЭНЕРГИЙ, в соответствии с законом сохранения, внизу будет меньше, часть - излучена в виде кванта.
Всё сводится к длине спирального пути и если она короче, то, подсчитав среднюю скорость преодоления этого пути электроном, можно получить подходящие по частотам кванты.
Данная гипотеза 'автоматически' объясняет разницу между квантами и короткими цугами волн.
Как уже было сказано в заметке 'О различии между квантами и короткими цугами волн'
6 XI 2022, энергия цуга зависит от его частоты, амплитуды волн и длительности самого цуга.
В квантах же энергия определяется лишь частотой.
Почему?
Потому что ОДИН квант излучается всего лишь ОДНИМ электроном, спирально 'соскальзывающим' с верхней орбиты на любую нижележащую. И энергия излучения при этом зависит лишь от количества витков спирали. Не берусь говорить что-либо о временнОй длительности этого пакета волн, скорей всего, по каким-то квантовым законам длительность спуска электрона всегда одна и та же и лишь количество витков спирали, описанных им за это время определяет частоту кванта. То есть мощность кванта (то, что мы называем 'Энергией кванта') определяется количеством колебаний поля, умещающихся во вполне определённом, очень кратком и всегда постоянном отрезке времени.
Спиральный переход, скорей всего, происходит между орбитами, лежащими (по крайней мере, как наибольшая вероятность перехода), в одной плоскости или весьма близких плоскостях, что обуславливает линейную поляризацию излучения данного кванта.
Если такое НЕ ПРОИСХОДИТ, и электрон по спирали переходит в ДРУГУЮ ОРБИТАЛЬНУЮ ПЛОСКОСТЬ ВРАЩЕНИЯ, то квант поляризован по кругу или эллипсу.