ОТКРЫТИЕ КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРОНОВ В АТОМАХ

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ.

А.И.БОЛУТЕНКО

E-mail: bolutenko@mail.ru Главная Мои публикации по физике

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Закон Мозли – жалкая фикция теоретической физики.

1.1. Открытие Закона Мозли.

1.2. Формулировка Закона Мозли.

1.3. Несостоятельность Закона Мозли.

1.4. Выводы.

2. Открытие количества электронов в атомах химических элементов.

2.1. Почти забытый Антониус Ван ден Брук. Банальнее-то некуда.

2.2. Биография учёного.

2.3.Выводы.

3. Общие выводы.

4. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ.

A1. Закон Мозли – жалкая фикция теоретической физики.

1.1. Открытие Закона Мозли.

Генри Мозли – английский ученый, которому удалось установить закономерность между длиной волны рентгеновского излучения, производимого химическими элементами, и атомным номером [1]. Это открытие было названо Законом Мозли. Этим открытием Мозли смог изменить порядок элементов в периодической таблице. Он использовал понятие атомного номера (Z) в качестве организационного принципа. Атомный номер – количество протонов, содержащихся в ядре. Историческая актуальность этого закона заключается в том, что Мозли вышел за рамки создания Дмитрия Ивановича Менделеева: Мозли мог количественно обосновать концепцию атомного номера.

Он смог уточнить, дополнить и существенно перестроить периодическую систему, предложенную русским химиком. Другими словами, Генри Мозли довел до логического завершения принцип, содержащийся в предложении его предшественника. Это открытие также имело большое значение, потому что, благодаря предложенному закону, атомная модель Эрнеста Резерфорда была подкреплена более научными аргументами. Периодическая таблица химических элементов была одним из наиболее символических исследований и графических конструкций науки. В эту популярную проблему сделали вклад многие ученые со всей планеты.

Работа Мозли заключалась в определении длины волны рентгеновских лучей, испускаемых элементами при облучении катодными лучами. Мозли использовал кристаллографический метод. Это состояло в измерении волны, произведенной после отклонения, вызванного рентгеновскими лучами при падении на кристалл. После экспериментов с более чем тридцатью металлами Мозли пришел к выводу относительно рентгеновских лучей, которые появились в их спектрах излучения. Рентгеновские лучи в каждом из их экспериментов достигли длины волны, которая оказалась обратно пропорциональной атомному номеру химического элемента.

Первые работы Мозли были посвящены рентгеновской спектроскопии, которая тогда лишь начинала зарождаться [2]. Усовершенствовав метод, он наблюдал, как различаются спектры отдельных химических элементов. Мозли удалось вывести математическое отношение, связывающее порядковый номер элемента и частоту линий рентгеновского спектра его излучения. Оно подтверждало правильность расположения элементов в периодической таблице в зависимости от их порядкового номера и позволяло уточнить положение некоторых из них. Также это отношение укрепило позиции самого порядкового номера элементов, который некоторые ученые считали второстепенной величиной по сравнению с атомной массой. Позднее выведенная закономерность стала известна как закон Мозли.

Опираясь на него, Генри, как и Менделеев, предсказал существование нескольких элементов: 43, 61, 72 и 75. Все они позднее были либо найдены (как гафний и рений), либо синтезированы в атомных реакторах (как технеций и прометий). Мозли также установил, что в группе лантаноидов может быть всего 15 элементов и что, кроме названных выше, больше в таблице между алюминием (13) и золотом (79) неоткрытых элементов нет.

В своих экспериментах Мозли подтвердил новые для того времени представления об атоме, разработанные Резерфордом и Антониусом ван ден Бруком: положительно заряженное ядро, окруженное отрицательно заряженными электронами. Количество положительных зарядов (открытых позднее протонов) и являлось существенной характеристикой атома

За свою жизнь Мозли опубликовал восемь статей, из которых одна — отчет о работе с Резерфордом, еще четыре написаны в соавторстве. И все же двух из них, в которых содержались его представления о зависимости свойств элемента от строения его атомов, оказалось достаточно, чтобы о нем вспоминали, как об одном из талантливых, но рано ушедших ученых.

Закон Мозли – это эмпирический закон, касающийся характеристических рентгеновских лучей, испускаемых атомами [3]. Закон был открыт и опубликован английским физиком Генри Мозли в 1913-1914 годах. До работы Мозли "атомный номер" был просто местом элемента в периодической таблице и, как известно, не был связан с какой-либо измеримой физической величиной. Вкратце, закон гласит, что квадратный корень из частоты испускаемого рентгеновского излучения приблизительно пропорционален атомному номеру.

Историческая периодическая таблица была грубо упорядочена путем увеличения атомного веса, но в нескольких известных случаях физические свойства двух элементов предполагали, что более тяжелый должен предшествовать более легкому

Мозли и другие физики использовали дифракцию рентгеновских лучей для изучения элементов, и результаты их экспериментов привели к составлению периодической таблицы по количеству протонов.

Поскольку спектральное излучение более легких элементов должно было находиться в диапазоне мягкого рентгеновского излучения (поглощаться воздухом), спектрометрическое устройство должно было находиться внутри вакуума.

Следуя примеру Бора, Мозли обнаружил, что для спектральных линий это соотношение может быть аппроксимировано простой формулой, позже названной Законом Мозли.

Мозли вывел свою формулу эмпирически, подгоняя квадратные корни из частот рентгеновского излучения, построенных по атомному номеру, и его формула может быть объяснена в терминах модели атома Бора.

Упрощенное объяснение того, что эффективный заряд ядра на единицу меньше его фактического заряда, заключается в том, что неспаренный электрон в K-оболочке экранирует его.

Закон Мозли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером [4]. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году.

Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера.

Закон Мозли явился неопровержимым доказательством правильности размещения элементов в периодической системе элементов Д. И. Менделеева и содействовал выяснению физического смысла.

В соответствии с Законом Мозли, рентгеновские характеристические спектры не обнаруживают периодических закономерностей, присущих оптическим спектрам. Это указывает на то, что проявляющиеся в характеристических рентгеновских спектрах внутренние электронные оболочки атомов всех элементов имеют аналогичное строение.

Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов (условно объясняемых тем, что скорости внутренних электронов сравнимы со скоростью света).

Эксперименты Генри Мозли показали, что каждый элемент имеет уникальную атомную структуру, которая особым образом взаимодействует с рентгеновскими лучами [5]. Поскольку атомы очень малы, сосчитать их на глаз не представляется возможным, так откуда же ученые знали, что такое атомный номер? К 1900-м годам стало ясно, что рентгеновские лучи - это электромагнитные волны, такие же как и видимый свет, но с более высокой энергией и способные проникать туда, куда не мог проникнуть свет. Любовь к этому новому инструменту исследования объединила химиков, биологов и физиков той эпохи. Рентгеновские лучи не только выявили скелетную структуру биологических видов, но и показали прекрасное расположение атомов в кристаллах с помощью рентгеновской дифракционной кристаллографии. Эрнест Резерфорд, исследовавший радиоактивность с помощью рентгеновских лучей, в 1910 году назначил молодого Генри Мозли работать в своей лаборатории. Резерфорд хотел, чтобы Гарри больше изучал радиоактивные элементы, но сердце Гарри принадлежало рентгеновской спектроскопии. Он объединился с Чарльзом Дарвином (внуком "Эволюции" Дарвина) и исследовал природу рентгеновских лучей, испускаемых различными металлами. Проработав три года под руководством Резерфорда, он неожиданно переехал обратно в Оксфорд, откуда был родом, и начал работать самостоятельно в лаборатории своего коллеги-ученого. Примерно в это время внимание Гарри привлекло исследование, опубликованное Антониусом ван ден Бруком, голландским экономистом и ученым-любителем. В нем утверждалось, что элементы в периодической таблице должны быть расположены в соответствии с зарядом в их атомном ядре, а не в соответствии с атомным весом, как предлагал Дмитрий Менделеев. Гарри решил экспериментально проверить эту гипотезу с помощью рентгеновской спектроскопии. Аппарат Мозли пускал пучок рентгеновских лучей на образцы, которые обычно представляли собой чистые формы различных элементов, а иногда и металлические сплавы. Затем образцы испускали вторичные рентгеновские лучи, которые попадали на фотопластинку, расположенную позади них. Гарри заметил, что каждый элемент при попадании на фотопластинку создавал уникальную серию полос или спектров. Он использовал эти спектры для расчета частоты рентгеновского излучения каждого элемента, который попадал ему в руки. Его расчеты привели его к выводу, что квадратный корень из частоты рентгеновских лучей, испускаемых элементом, пропорционален Z-1, где Z представляет собой целое число, эквивалентное заряду атомного ядра элемента. Закон Мозли привел к появлению концепции атомных номеров, что в конечном итоге привело к перестройке периодической таблицы. На самом деле это позволило устранить многие избыточности, которые мешали первой периодической таблице Менделеева. К сожалению, поразительная научная карьера Гарри оборвалась, когда в 1914 году началась первая мировая война. Он добровольно вступил в армию в качестве инженера и погиб во время турецкого вторжения. Вспоминая о работе Гарри, Эрнест Резерфорд сказал, что он, несомненно, получил бы Нобелевскую премию, если бы не его безвременная смерть. Введение квантовой механики доказало, что уникальные рентгеновские спектры были обусловлены квантованными электронными переходами, а не ядерным зарядом. Тем не менее эксперименты Мозли окольным путем дали нам представление о том, что находится внутри атома, а также о его последствиях для внешнего мира. Теперь мы можем увидеть, как выглядит атом, с помощью сканирующих туннельных микроскопов. Однако мы все еще далеки от реальности, в которой мы сможем препарировать атом, чтобы заглянуть внутрь и подсчитать количество субатомных частиц. С тех пор как Мозли познакомил мир с атомными числами, прошло уже более века, но он все еще определяет то, как мы манипулируем элементами и работаем в этой увлекательной области химии.

В 1913 году Мозли наблюдал и измерил спектры рентгеновского излучения различных химических элементов (в основном металлов), которые были обнаружены методом дифракции на кристаллах [6]. Это было новаторское применение метода рентгеновской спектроскопии в физике с использованием закона дифракции Брэгга для определения длин волн рентгеновского излучения. Мозли обнаружил систематическую математическую зависимость между длинами волн получаемых рентгеновских лучей и атомными номерами металлов, которые использовались в качестве мишеней в рентгеновских трубках. Это стало известно как закон Мозли.

До открытия Мозли атомные номера (или элементный номер) элемента считались полу произвольным порядковым номером, основанным на последовательности атомных масс, но несколько модифицировались там, где химики считали эту модификацию желательной, например, русским химиком Дмитрием Ивановичем Менделеевым. Изобретая Периодическую таблицу элементов, Менделеев поменял местами порядки нескольких пар элементов, чтобы поместить их в более подходящие места в этой таблице элементов. Например, металлам кобальту и никелю были присвоены атомные номера 27 и 28 соответственно на основе их известных химических и физических свойств, даже несмотря на то, что они имеют почти одинаковые атомные массы. Фактически, атомная масса кобальта немного больше, чем у никеля, что привело бы к их размещению в обратном порядке, если бы они были размещены в Периодической таблице вслепую в соответствии с атомной массой. Эксперименты Мозли в области рентгеновской спектроскопии непосредственно из их физики показали, что кобальт и никель имеют разные атомные номера, 27 и 28, и что они правильно размещены в Периодической таблице благодаря объективным измерениям Мозли их атомных номеров.

Следовательно, открытие Мозли продемонстрировало, что атомные номера элементов - это не просто довольно произвольные числа, основанные на химии и интуиции химиков, но, скорее, они имеют прочную экспериментальную основу из физики их рентгеновских спектров.

До Мозли и его закона атомные номера рассматривались как полу произвольное порядковое число, слегка увеличивающееся с атомным весом, но не определяемое им строго. Открытие Мозли показало, что атомные номера не были присвоены произвольно, скорее, они имеют определенную физическую основу. Мозли постулировал, что каждый последующий элемент имеет ядерный заряд ровно на одну единицу больше, чем его предшественник. Мозли переопределил идею атомных номеров из ее предыдущего статуса как специального числового тега, помогающего сортировать элементы в точной последовательности возрастающих атомных номеров, что сделало Периодическую таблицу точной. Как отметил Бор, закон Мозли предоставил достаточно полный экспериментальный набор данных, которые поддерживали (новую с 1911 года) концепцию Эрнеста Резерфорда и Антониуса ван ден Брука атома с положительно заряженным ядром, окруженным отрицательно заряженными электронами, в которой атомный номер понимается как точное физическое количество положительных зарядов (позже открытых и названных протонами) в центральных атомных ядрах элементов. Мозли упомянул двух ученых, упомянутых выше, в своей исследовательской статье, но на самом деле он не упомянул Бора, который тогда был довольно новичком на сцене. Было обнаружено, что простые модификации формул Ридберга и Бора дают теоретическое обоснование эмпирически выведенному закону Мозли для определения атомных номеров.

Рентгеновские спектрометры являются краеугольными камнями рентгеновской кристаллографии. Рентгеновские спектрометры, какими их знал Мозли, работали следующим образом. Использовалась электронная трубка в стеклянной колбе. Внутри вакуумированной трубки электроны были запущены в металлическое вещество, вызывая ионизацию электронов из внутренних электронных оболочек элемента. Отскок электронов в эти отверстия во внутренних оболочках затем вызывает излучение фотонов рентгеновского излучения, которые были выведены из трубки в виде полулуча через отверстие во внешнем рентгеновском экранировании. Затем они дифрагируются стандартным кристаллом соли, при этом угловые результаты считываются в виде фотографических линий при экспонировании рентгеновской пленки, закрепленной снаружи вакуумной трубки на известном расстоянии. Применение закона Брэгга (после некоторых первоначальных предположений о средних расстояниях между атомами в металлическом кристалле, основанных на его плотности) затем позволило рассчитать длину волны испускаемых рентгеновских лучей.

В 1913 г. английский ученый Мозли, изучая рентгеновы спектры, нашел, что с увеличением порядковых номеров элементов, т. е. чисел, показывающих, какое по счету место занимает тот или иной элемент в периодической системе, линии каждой серии закономерно смещаются в сторону убывающих длин волн [7].

Соотношение между длинами волн рентгеновых лучей и порядковыми номерами соответствующих элементов носит название закона Мозли и может быть сформулировано следующим образом:

Корни квадратные из обратных значений длин волн находятся в линейной зависимости от порядковых номеров элементов. Это означает, что если на оси абсцисс отложить порядковые номера элементов, а на оси ординат корни квадратные из обратных значений длин волн, то зависимость между ними изобразится графически прямой линией.

Открытие Мозли сыграло очень важную роль при выяснении строения атомов. Тесная связь между рентгеновыми спектрами элементов и их порядковыми номерами указывала на то, что порядковые номера не просто регистрируют положение элементов в периодической системе, но имеют определенный физический смысл, т. е. выражают какое-то свойство атомов.

Еще до работ Мозли некоторые теоретические соображения позволяли предположить, что порядковый номер элемента указывает число положительных зарядов ядра его атома. В то же время Резерфорд, изучая рассеяние α-частиц при прохождении сквозь тонкие металлические пластинки, нашел, что если заряд электрона принять за единицу, то выраженный в таких единицах заряд ядра приблизительно равняется половине атомного веса элемента. Порядковый номер, по крайней мере более легких элементов, тоже равняется примерно половине атомного веса. Bсe вместе взятое привело к выводу, что заряд ядра численно равен порядковому номеру элемента.

Принимая во внимание неизбежные погрешности опыта, совпадение полученных чисел с порядковыми номерами элементов нужно признать очень хорошим. Таким образом, закон Мозли позволил определить заряды атомных ядер. Тем самым, ввиду нейтральности атомов, было установлено и число электронов, вращающихся вокруг ядра в атоме каждого элемента.

Значительное открытие было сделано в физической лаборатории Резерфорда в Манчестерском университете [8]. Молодой сотрудник Г. Мозли, работавший у Резерфорда с 1910 года, занялся определением частот рентгеновского излучения, испускаемого различными химическими элементами. Волновая природа Х-лучей была установлена в 1912 году работами Макса Лауэ и физиков отца и сына Брэггов. Был также найден способ определения их длин волн при прохождении через решетки кристаллов. Отсюда можно было рассчитать частоту излучения.

Опыты Мозли заслуживают более подробного описания. Они могут дать некоторое представление о той классической простоте, с которой физики-экспериментаторы делали в то время фундаментальные открытия. Чтобы получить желаемое рентгеновское излучение, нужно было катодные лучи, возникающие в эвакуированной газоразрядной трубке, направить на антикатод, изготовленный из соответствующего элемента или его соединений. Уже эта проблема была практически не простой. Кроме того, Мозли предполагал брать один за другим различные антикатоды, чтобы легче было сравнивать спектры испускаемого рентгеновского излучения. Как это осуществить?

После многих попыток Мозли наткнулся на оригинальное решение. Он изготовил разрядную трубку из стеклянного цилиндра длиной около 1 м и диаметром 30 см. Эвакуировать воздух из трубки таких размеров было весьма затруднительно, учитывая маломощные вакуумные насосы того времени. Это удалось Мозли лишь после многих неудач. В трубку Мозли запаял рельсы игрушечной железной дороги!

Пробы исследуемых веществ он поместил в маленькие вагончики, которые можно было передвигать взад и вперед и тем самым по желанию подвергать действию катодных лучей. Рентгеновское излучение, возникающее под воздействием последних, проходило через окошко, заклеенное фольгой, и падало на кристалл. Спектр рентгеновского излучения физик фиксировал непосредственно на фотопластинке.

При расшифровке рентгеновских спектров различных материалов молодой исследователь получил весьма неожиданный результат: каждому элементу можно было приписать характеристическое рентгеновское излучение, частота которого прямо пропорциональна квадрату порядкового номера соответствующего химического элемента. Когда Мозли сопоставил частоты рентгеновского излучения элементов с порядковым номером оказалось, что они возрастают от элемента к элементу на постоянную величину.

В декабре 1913 года в своей первой работе "О высокочастотных спектрах элементов", опубликованной в "Философикл мэгэзин", физик писал: "Мы получили доказательство, что атом обладает какой-то основной характеристикой, которая равномерно возрастает при переходе от одного элемента к другому. Эта величина может быть только зарядом положительного ядра".

Во второй статье в апреле 1914 года Мозли указал уже на всеобщую применимость новой закономерности: для всех элементов можно однозначно определить порядковый номер на основе их рентгеновского спектра. Даже трудноразделимые редкоземельные элементы, столь схожие друг с другом, что зачастую ученые не знали, какой порядковый номер им принадлежит в периодической системе, Мозли надеялся теперь классифицировать. Он с воодушевлением сообщал Резерфорду: "Я не сомневаюсь, что мне удастся каждый редкоземельный элемент засунуть в свою дырку".

Все сделанные раньше сообщения о новых открытиях также можно было точно проверить с помощью закона Мозли. Английский физик нашел решающий критерий для классификации элементов.

Бор высказал одобрение: "Работу Мозли по ее важности и значению можно поставить в один ряд с открытием периодической системы, в некотором отношении она даже более фундаментальна". Резерфорд присоединился к этому мнению. Французский химик Ж. Урбэн, открывший некоторые редкоземельные элементы и хорошо знавший всю сложность их природы, заявил, пораженный: "Закон Мозли заменяет несколько романтичную классификацию Менделеева точным научным понятием".

1.2. Формулировка Закона Мозли.

Зако́н Мо́зли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излученияатома химического элемента с его порядковым номером [9]. Экспериментально установлен английским физиком Генри Мозли в 1913 году. Согласно Закону Мозли, корень квадратный из частоты спектральной линии характеристического излучения элемента есть линейная функция его порядкового номера.

Исследуя рентгеновские спектры элементов, английский физик Г. Мозли установил в 1913 г. соотношение, называемое законом Мозли: n=R(Z-s)(1/m²-1/n²),

где n--частота, соответствующая данной линии характеристического рентгеновского излучения, R—постоянная Ридберга, s--постоянная экранирования, m=1,2,3, …(определяет рентгеновскую серию), n принимает целочисленные значения с m+1 (определяет отдельную линию соответствующей серии).

Смысл постояннай экранирования заключается в том, что на электрон, соответствующий некоторой линии, действует не весь заряд ядра Ze, а заряд (Z-s)е, ослабленный экранирующим действием других электронов.

В зависимости от ряда факторов — от числа нуклонов в ядре атома (изотопический сдвиг), состояния внешних электронных оболочек (химический сдвиг) и пр. — положение спектральных линий на диаграмме Мозли может несколько изменяться. Изучение этих сдвигов позволяет получать детальные сведения об атоме.

Закон Мозли раскрыл физический смысл закона Менделеева, исследовал рентгеновские спектры некоторых элементов: квадратный корень из частоты для каждой линии спектра рентгеновских лучей есть приблизительно линейная функция атомного номера [10].

1.3. Несостоятельность Закона Мозли.

Цель настоящей главы – показать, что большинство "физических и химических доказательств", которые используют учебники, ровно, как и многие другие гипотезы теории ядерного атома, не являются доказательством какой-либо гипотезы [11].

Один из основных объектов подобного рода, иллюстрируется Законом Мозли, который имеет широкое признание, как одного из бастионов современной атомной теории. Его жена говорит нам, "в 1913 году... пришел еще один глубокий вклад (в теорию ядерного атома)". Давайте посмотрим, насколько "глубоким" этот вклад является на самом деле.

Работа Мозли, в сущности, дала математическую зависимость между атомным номером и частотной характеристикой рентгеновских лучей различных элементов. Его безупречный вывод, как цитирует его жена, заключается в том, что "здесь мы имеем доказательство того, что в атоме есть фундаментальная величина, которая увеличивается на регулярной основе, когда мы переходим от одного элемента к другому". Но затем, она тоже непреднамеренно попадает в ловушку, установленную Резерфордом, и продолжает: "Это количество может быть только зарядом центрального положительного ядра, о существовании которого у нас уже есть определенные доказательства".

Давайте иметь в виду, что этот вывод был достигнут в 1913 году, спустя лишь два года после разработки ядерного постулата, и "конкретные доказательства", на которые Мозли опирается, были получены Резерфордом по интерпретации результатов его экспериментов, которые, как мы сейчас видим, являются полностью необоснованным. Здесь, и в оригинальной работе Бора, ведется одновременное возведение великой «стены», на которой заключения Резерфорда никогда не обосновывались, и что сейчас представляет собой ядерную теорию атома. Но поскольку гипотеза Резерфорда о существовании ядра, была принята без сомнения, эти две дополнительные теорий, Бора и Мозли, которые не могли быть приняты всеми, если бы ядерная гипотеза подверглась какому-то достаточно тщательному анализу, были также приняты. На следующем шаге, концепции Бора и Мозли были использованы, чтобы "доказать" и другие выводы, и тот же процесс повторяется снова и снова до тех пор, пока присутствует внушительное сооружение, что было построено.

Его жена, характеризуя выводы Мозли, как "глубокое вклад" в атомную теорию, является примером широко распространенного заблуждения относительно истинного состояния так называемого "доказательства" в пользу теории. Это заявление показывает ментальный образ, по-видимому, разделенный большинством физиков, в котором различные элементы "доказательства " рассматриваются как независимые и кумулятивные. Резерфорд первым приходит к выводу. Мозли делает некоторые дальнейшие открытия и прибавляет другой вывод, основываясь на этих открытиях, которые соответствуют Резерфорду. Бор делает то же самое, и так далее. В соответствии с этой популярной точкой зрения, каждый дополнительный поиск укрепляет то, что было раньше. Результаты Резерфорда плюс Мозли более опасны, чем Резерфорд в одиночку. Результаты Бора еще более солидная структура, и т.д.

Однако выводы Мозли, поскольку они не имеют никакого отношения к ядерной теории атома, независимы от Резерфорда. Если "определенные доказательства" истинности гипотезы Резерфорда, к которым Мозли относится, ожидаются, экспериментальные результаты Мозли не могут быть связаны с ядерным атомом во всех отношениях. Аналогичным образом, выводы Бора, как уже отмечалось, полностью зависимы от действия гипотезы Резерфорда. Следовательно, Резерфорд плюс Мозли плюс Бор, не сильнее, чем Резерфорд в одиночку. Так как он падает, то падают все. Это общий принцип, применимый во всех случаях, когда вся структура многоуровневой теории основана на одной основной гипотезе и полностью зависит от достоверности этой гипотезы.

Преследуя эту тему дальше, давайте исследуем природу результатов Мозли. Поскольку он был не в состоянии заглянуть за угол и увидеть, что гипотеза Резерфорда может быть неправильной, Мозли пришел к выводу, что "основное количественное" существование, которое было указано в его экспериментах, было ядерным зарядом. Но заряд, как таковой, не вступает в математические выражения его результатов. В этих выражениях "фундаментальное количество" входит только как безразмерное число. Это, конечно, представляет собой количество единиц чего-то, но природа этих единиц не указывает на выводы Мозли. Элемент калия, например, должен содержать 19 единиц чего-то, что дали отношения, которые Мозли создал, но они могут быть 19 единицами любого рода, без ограничений.

Вполне очевидно, что любая серьезная атомная теория, которая может быть предложена в свете нынешних фактических знаний, должна предоставить некоторое количество связанных с атомным номером: некоторых величин, которые, как говорит Мозли, "увеличиваются на регулярной основе, как мы переходим от одного элемента к другому". Но это означает, что эта теория, какой бы она ни была, автоматически в соответствии с Законом Мозли. Утверждение о том, что выводы Мозли представляют собой "глубокий вклад" в ядерную теорию, является, таким образом, совершенно ошибочным. Эти данные согласуются с любой правдоподобной атомной теорией, и они не могут быть однозначно связаны с ядерной теорией.

Какая же разница между периодической таблицей Менделеева и Мозли [12]?

Периодическая таблица элементов – это расположение всех известных химических элементов в таблице, которая представляет их периодические тенденции. Химические элементы расположены на основе их атомных номеров. Эти химические элементы можно классифицировать по-разному; как металлы, неметаллы и металлоиды, s-блок, p-блок и d-блочные элементы. Самая первая организованная периодическая таблица была предложена Менделеевым в 1869 году. Но современная периодическая таблица, которую мы используем, была предложена Генри Мозли в 1913 году. Ключевое отличие периодической таблицы Менделеева и Мозли заключается в том, что Таблица Менделеева создана на основе атомных масс химических элементов, тогда как периодическая таблица Мозли создана на основе атомных номеров химических элементов.

Периодическая таблица Менделеева – табличное расположение химических элементов, основанное на их атомных массах. Эта таблица также указала, что существует связь между химическими и физическими свойствами с атомной массой химических элементов: периодической таблице химические элементы с аналогичными свойствами находились в одних и тех же вертикальных столбцах.

В то время было известно всего 56 элементов. Первая и самая главная таблица Менделеева была очень маленькой таблицей, содержащей всего 9 химических элементов. затем он предложил расширенную периодическую таблицу с некоторыми промежутками в периодах «горизонтальные ряды». Он предположил, что эти химические элементы еще не открыты.

Кроме того, Менделеев пытался определить атомные массы недостающих химических элементов и предсказать их свойства. Большинство предсказанных им химических элементов оказались правильными после их открытия.

Хорошо организованная периодическая таблица, содержащая химические элементы, упорядоченные на основе их атомных номеров, была впервые предложена Генри Гвином Джеффрисом Мозли в 1913 году.

До этого предсказания атомный номер химического элемента рассматривался как полу произвольное число, которое является последовательным на основе последовательности атомных масс. Но открытие Генри Мозли продемонстрировало, что атомный номер - это не просто произвольное число, оно имеет прочную экспериментальную физическую основу.

В чём разница между периодической системой Менделеева и Мозли? Менделеев предложил таблицу в 1869 году, а Мозли в 1913. В периодической системе Менделеевахимические элементы расположены в зависимости от их атомных масс, в системе Мозли – на основе их атомных номеров. В таблице Менделеева было всего 56 химических элементов, в таблице Мозли – 74 элемента.

Резюме. Разработка современной таблицы Менделеева не происходила в один этап, и время от времени она претерпевала множество улучшений. Первая хорошо организованная таблица Менделеева была предложена Дмитрием Менделеевым в 1869 году. Затем ключ к современной таблице Менделеева был предложен Генри Мозли в 1913 году.Таблица Мозли создана на основе атомных номеров химических элементов.

Со времён открытия закона Мозли объективность его никто не провеял. Экспериментальную проверку закона Мозли в наши дни провёл доцент кафедры общей физики (теперь кафедра физики) МИФИ В. И. Гервидс [13]. Прецизионная установка для исследования закона Мозли управлялась компьютером. Использовались рентгеновские трубки, отличающиеся материалом антикатода. Дифракционная решётка автоматически изменяла угол наклона. В демонстрируемом эксперименте использовались только три блока с рентгеновскими трубками, в которых был молибденовый антикатод, медный антикатод и железный антикатод (номера в таблице Менделеева 26, 29 и42).

Имелась возможность, снимая спектры, которые дают трубки с разным материалом антикатода, проверить экспериментально справедливость закона Мозли. Закон Мозли утверждает, что корень квадратный из энергии кванта есть линейная функция атомного номера.

Результаты эксперимента: по вертикальной оси отложен квадратный корень из частоты, а по горизонтальной – атомный номер. Точки из частот великолепно ложатся на прямую линию. В зоне, где не были исследованы спектры – экстраполяция прямой, проведенной в сторону элементов с меньшими атомными номерами.

Закон Мозли – приближённое соотношение, по мере изменения структуры вешних оболочек наклон соответствующей прямой будет меняться. Если построить аналогичный график для широкого интервала значений атомных номеров с хорошим разрешением, на графике будут скачки углового коэффициента. Это не совсем точно прямая, а набор прямых, угловой коэффициент которых зависит от внешней валентной и следующей за ней оболочек ядра соответствующего элемента.

При небольшой точности согласие великолепное, точки великолепно ложатся на прямую линию.

1.4. Выводы.

1. Работа Мозли заключалась в определении длины волны рентгеновских лучей, испускаемых элементами при облучении катодными лучами. Рентгеновские лучи в каждом из экспериментов достигли длины волны, которая оказалась обратно пропорциональной атомному номеру химического элемента.

2. Мозли удалось вывести математическое отношение, связывающее порядковый номер элемента и частоту линий рентгеновского спектра его излучения. Оно подтверждало правильность расположения элементов в периодической таблице в зависимости от их порядкового номера и позволяло уточнить положение некоторых из них.

3. До работы Мозли "атомный номер" был просто местом элемента в периодической таблице и, как известно, не был связан с какой-либо измеримой физической величиной. Мозли и другие физики использовали дифракцию рентгеновских лучей для изучения элементов, и результаты их экспериментов привели к составлению периодической таблицы по количеству протонов.

4. Мозли вывел свою формулу эмпирически, подгоняя квадратные корни из частот рентгеновского излучения, построенных по атомному номеру, и его формула может быть объяснена в терминах модели атома Бора.

5. Более поздние эксперименты выявили некоторые отклонения от линейной зависимости для переходных групп элементов, связанные с изменением порядка заполнения внешних электронных оболочек, а также для тяжёлых атомов, появляющиеся в результате релятивистских эффектов.

6. Мозли привлекло исследование, опубликованное Антониусом ван ден Бруком, голландским экономистом и ученым-любителем, в котором утверждалось, что элементы в периодической таблице должны быть расположены в соответствии с зарядом в их атомном ядре, а не в соответствии с атомным весом.

7. Введение квантовой механики доказало, что уникальные рентгеновские спектры были обусловлены квантованными электронными переходами, а не ядерным зарядом. Тем не менее эксперименты Мозли окольным путем дали нам представление о том, что находится внутри атома.

8. Открытие Мозли показало, что атомные номера не были присвоены произвольно, скорее, они имеют определенную физическую основу. Мозли постулировал, что каждый последующий элемент имеет ядерный заряд ровно на одну единицу больше, чем его предшественник.

9. Корни квадратные из обратных значений длин волн находятся в линейной зависимости от порядковых номеров элементов. Это означает, что если на оси абсцисс отложить порядковые номера элементов, а на оси ординат корни квадратные из обратных значений длин волн, то зависимость между ними изобразится графически прямой линией.

10. Бор высказал одобрение Мозли: "Работу Мозли по ее важности и значению можно поставить в один ряд с открытием периодической системы, в некотором отношении она даже более фундаментальна".

11. Закон Мозли раскрыл физический смысл закона Менделеева, исследовал рентгеновские спектры некоторых элементов: квадратный корень из частоты для каждой линии спектра рентгеновских лучей есть приблизительно линейная функция атомного номера.

12. Законом Мозли, который имеет широкое признание, как одного из бастионов современной атомной теории внёс еще один глубокий вклад в теорию ядерного атома. Насколько же "глубоким" этот вклад является на самом деле?

13. Утверждение о том, что выводы Мозли представляют собой "глубокий вклад" в ядерную теорию, является совершенно ошибочным.

14. В чём разница между периодической системой Менделеева и Мозли? Менделеев предложил таблицу в 1869 году, а Мозли в 1913. В периодической системе Менделеева химические элементы расположены в зависимости от их атомных масс, в системе Мозли – на основе их атомных номеров. В таблице Менделеева было всего 56 химических элементов, в таблице Мозли – 74 элемента.

15. Закон Мозли – приближённое соотношение, по мере изменения структуры вешних оболочек наклон соответствующей прямой будет меняться. Если построить аналогичный график для широкого интервала значений атомных номеров с хорошим разрешением, на графике будут скачки углового коэффициента.

16. Экспериментально закон Мозли не подтвердился: по вертикальной оси отложен квадратный корень из частоты, а по горизонтальной – атомный номер. Это не совсем точно прямая, а набор прямых, угловой коэффициент которых зависит от внешней валентной и следующей за ней оболочек ядра соответствующего элемента. При небольшой точности согласие великолепное, только три точки из множества великолепно ложатся на прямую линию.

A2. Открытие количества электронов в атомах химических элементов.

2.1. Почти забытый Антониус Ван ден Брук. Банальнее-то некуда.

Совсем ещё недавно не было никакой ядерной физики [14]. Ибо не было никакого ядра. До такой степени не было, что даже и помыслить об этом самом ядре было абсолютно невозможно. Представить себе, что огромное количество положительных зарядов тесно прижимаются друг к другу... С чего вдруг? Это же бред! Бред сумасшедшего идиота!

Впрочем, в тылу у т.н. Учёных было уже два с половиной века Научного мышления. И эти века не прошли для Учёных даром: не верь здравому смыслу, не верь логике, не верь никаким авторитетам, в особенности же научным, не верь даже собственному дорогому и обожаемому учителю... А верь только проведенному эксперименту! Впрочем, и эксперименту не верь ( с первого раза), повторяй его, модифицируй, и снова повторяй.

И тогда... Может быть... Нет, наверняка! Ты поймешь, как устроен этот мир!

У Эрнста Резерфорда учителем (наверное, любимым) был Джозеф Джон Томпсон.

Прославлен учитель был тем, что открыл электрон - очень маленькую частицу, несущую однако вполне существенный отрицательный заряд. Тот же Томпсон в статье 1904 года предложил ( с широкого плеча) несколько моделей строения атома. Например "туманный атом" или "вихревой". Впрочем, предпочтительнее всего ему показалась "пудинговая модель" (Англия всё же).

Настоящая теория родилась в 1911 году у Резерфорда после обобщения им экспериментов Ханса Гейгера и Эрнста Марсдена 1909 года по рассеянию альфа-частиц на золотой фольге. Резерфорд уверенно доказал, что в атоме есть очень малое ядро, содержащее очень большой положительный заряд. Эта модель получила название "планетарной".

Эта была очень большая наука! Именно так и складывается в нашем представлении картина настоящей науки: гениальный педагог и учитель - Томпсон, собравший под своим крылом в Кембридже самых талантливых и дерзких, среди которых истинный гений - Эрнст Резерфорд, уникальный, по своей тонкости и изяществу эксперимент Гейгера и Марсдена. Чувствительность и отзывчивость социума: Томпсон награжден Нобелевской премией в 1906-ом году, Резерфорд в 1908-ом. Впрочем, на Резерфорда награды сыпались, как из рога изобилия, всю жизнь.

А вот скромный гений нидерландского юриста и физика-любителя Антониуса Йоханнеса ван ден Брука так и остался не оцененым в полной мере. У него не было богатой лаборатории, могучего шефа, благожелательных спонсоров, внимания прессы и всякого такого. Ему не вручали пафосных премий. Ему не вручали никаких премий. У него до такой степени ничего не было, что формально он даже не был физиком. А был наш Антониус банальным нотариусом. Вот уж воистину, банальнее некуда.

Но след Антониуса Йоханнеса ван ден Брука в науке неизгладим. Ему принадлежит первая формулировка положения о равенстве порядкого номера элемента в Периодической системе заряду ядра.

В 1911 году, спустя месяц после создания Розерфордом ядерной модели атома нидерландский физик Антониус ван ден Брук выдвинул гипотезу, согласно которой порядковый номер элемента в периодической таблицеравен числу элекетронов в атоме и, следовательно, положительному заряду ядра атома.

В своих работах он неоднократно пытался найти верный принцип расположения элементов в периодической системе и разработать метод вычисления всех возможных в природе изотопов.

До 35 лет никакой физики... Кроме профессиональной юридической деятельности некоторый интерес к строительству, архитектуре, экономике... Кратковременное увлечение толстовством... И вдруг... радиоактивность, строение атома, рентгеновские лучи...

До 1923 года никаких контактов с т.н. профессиональными учёными. Увы, в 1924 году он тяжело заболел, а в 1926 году умер. Три года великий учёный побыл в официальном статусе. Состоял в переписке со знаменитым Хендриком Лоренцом...

P.S. Открытие атомного номера часто приписывается Бору или Мозли, хотя они никогда не претендовали на приоритет и в своих работах того времени всегда ссылались на ван ден Брука. Недооценка вклада голландского физика-любителя, вероятно, проистекает из недостатка сведений о его жизни и творчестве, большой «плотности» событий в науке в районе 1913 года, что зачастую затрудняло разделение результатов разных учёных. Эрик Серри:

-Открытие атомного номера даёт повод для небольшого отступления о том, как история науки зачастую переписывается и вычищается последующими комментаторами. Настоящим первооткрывателем был учёный-любитель Антон ван ден Брук, чьим вкладом обычно пренебрегают. Часто думают, что ван ден Брук лишь подвёл итог работы физиков Резерфорда и Баркла, но подлинная история совершенно иная...

Вот так!

Антониус Йоханнес ван ден Брук — нидерландский юрист и физик-любитель [15]. Несмотря на отсутствие специального образования, получил несколько результатов, оставивших след в истории науки. Ему принадлежит первая формулировка положения о равенстве порядкового номера элемента в периодической системе заряду атомного ядра. С именем ван ден Брука связано возникновение ранних теоретических представлений о составе ядра, в частности им была предложена протон-электронная модель ядерного строения. В своих работах он неоднократно пытался найти верный принцип расположения элементов в периодической системе и разработать метод вычисления всех возможных в природе изотопов.

В декабре 1905 — феврале 1906 года ван ден Брук совершил путешествие по Румынии, Греции и Турции. Примерно в это время он начал систематически заниматься естественными науками. Сделать этот вывод позволило счастливое стечение обстоятельств. В конце 1960-х годов академик АН БССР Михаил Ельяшевич обнаружил в Фундаментальной библиотеке АН БССР в Минске несколько рукописных фрагментов, находившихся между страниц одного из выпусков журнала Philosophical Magazine за 1914 год. Изучение этих текстов позволило заключить, что они были написаны рукой ван ден Брука. В результате обследования фондов библиотеки, проведённого в 1978—1979 годах историком Юрием Лисневским, было установлено, что ряд номеров журнала Philosophical Magazine с января 1906 по январь 1924 года принадлежали голландскому учёному. Пометки на полях журнала свидетельствуют, что первый и часть второго номера за 1906 год были прочитаны полностью; пометки на других выпусках указывают на круг основных научных интересов ван ден Брука — радиоактивность, строение атома, рентгеновские лучи. Детальное описание находок — помет и вложений (рукописей, вырезок и так далее) — было проведено Лисневским и позволило значительно расширить представления о жизни и творчестве физика-любителя. Каким образом издания из личной библиотеки ван ден Брука оказались в Минске, до конца не ясно. По-видимому, после смерти учёного его вдова продала журналы, а те попали в Минск после Великой Отечественной войны, когда происходило восстановление разграбленных оккупантами фондов Фундаментальной библиотеки.

Как бы то ни было, с марта 1906 года ван ден Брук выписывал журнал Philosophical Magazine, а также, возможно, Nature и Physikalische Zeitschrift. Уже через год интенсивных занятий он написал свою первую научную работу, которая была опубликована в немецком журнале Annalen der Physik. До сих пор остаются неясными причины неожиданного обращения ван ден Брука к естественнонаучной тематике. Согласно предположению Лисневского, основанному на сведениях, полученных от родственников учёного, интерес ван ден Брука к физике проявился достаточно рано под влиянием матери; это подтверждают глубокие познания, которые он проявил уже при написании первой своей статьи и которые едва ли можно было приобрести всего за один год. Однако склонность к научным изысканиям долгое время оставалась нереализованной: на выбор профессии решающее влияние оказала воля отца. Вероятно, около 1900 года отец скончался, и ван ден Брук, почувствовав себя свободным от прежних обязательств, приступил к «поискам себя». Отсюда его временное увлечение экономикой; на смену ему пришли систематические занятия физикой, которым он не изменял до конца жизни.

Как писала много лет спустя дочь ван ден Брука, своё увлечение наукой он старался не афишировать: «Он никогда не сообщал о своих занятиях и публикациях. Я никогда не могла понять, что он делал в течение многих часов, неподвижно уставившись в одну точку. Это раздражало меня. Теперь я могу понять, что он работал — без стола, без бумаг, без карандаша. Только маленький блокнот для заметок и то не всегда».

Всего ван ден Брук опубликовал 23 статьи, посвящённые периодической системе элементов, строению атома и явлению изотопии. В них в полной мере проявилось особое умение автора находить количественные соотношения в больших массивах внешне несвязанных данных. Работы ван ден Брука отличались смелостью идей и гипотез, которые порой кажутся недостаточно согласованными и поверхностными. Учёный, однако, всегда пытался дать высказываемым положениям физическое обоснование, связать их с самыми последними экспериментальными данными. Вместе с тем отсутствие профессиональной подготовки сказывалось на стиле его работ: нарушения логики изложения материала, неудачная структура статей, нечёткость и неоднозначность формулировок затрудняли понимание мысли автора.

Антониус Йоханнес ван ден Брук – голландский физик-любитель, известный тем, что первым понял, что номер элемента в периодической таблице (ныне называемый атомным номером) соответствует заряду его атомного ядра [16]. Эта гипотеза была опубликована в 1911 году и вдохновила на экспериментальную работу Генри Мозли, который к 1913 году нашел ей хорошее экспериментальное подтверждение.

Резерфорд не выдвигал предположения о том, что число зарядов в ядре атома может быть точно равно его месту в периодической таблице (атомному номеру). Эту идею выдвинул Ван ден Брук. Номер места элемента в периодической таблице (или атомный номер) в то время большинством физиков не считался физическим свойством. Только после работы Генри Мозли, работавшего с моделью атома Бора с явной идеей проверки теории Ван ден Брука, было осознано, что атомный номер действительно является чисто физическим свойством (заряд ядра), которое можно измерить, и что первоначальное предположение Ван ден Брука было правильным или очень близким к тому, чтобы быть правильным. В работе Мозли фактически был найден заряд ядра, наилучшим образом описываемый уравнением Бора, и заряд, равный Z - 1, где Z - атомный номер.

Генри Мозли в своей статье об атомном номере и рентгеновском излучении упоминает только модели Резерфорда и Ван ден Брука.

Антониус Ван ден Брук (1870-1926), юрист и физик-любитель, который первым предположил, что количество зарядов в атомном ядре элемента в точности равно месту элемента в периодической таблице Менделеева [17].

Антониус Йоханнес ван ден Брук был голландским физиком-любителем, известным тем, что первым понял, что число элемента в периодической таблице (теперь называется атомный номер) соответствует заряду его атомного ядра. Эта гипотеза была опубликована в 1911 году и вдохновила на экспериментальную работу Генри Мозли, который к 1913 году нашел хорошие экспериментальные доказательства для нее.

Идея прямой корреляции заряда ядра атома и таблицы Менделеева была изложена в его статье всего через месяц после того, как Резерфорд опубликовал результаты своих экспериментов, которые показали существование небольшого заряженного ядра в атоме.

Резерфорд не высказывал предположения, что количество зарядов в ядре атома может быть точно равно его место в периодической таблице (атомный номер). Эту идею выдвинул Ван ден Брук. Число места элемента в периодической таблице (или атомный номер) в то время не считалось большинством физиков физическим свойством. И только после работы Генри Мозли, работавшего с моделью Бора атома с явной идеей проверки теории Ван ден Брука, стало ясно, что атомный номер действительно является чисто физическое свойство (заряд ядра), которое можно было измерить, и что первоначальное предположение Ван ден Брука было правильным или очень близким к правильному. Работа Мозли фактически обнаружила ядерный заряд, лучше всего описываемый уравнением Бора, и заряд Z-1, где Z - атомный номер. Генри Мозли в своей статье об атомном номере и рентгеновском излучении упоминает только модели Резерфорда и Ван ден Брука.

2.2. Биография учёного.

Антониус ван ден Брук родился 4 мая 1870 года в деревне Зутермер близ Гааги в семье, происходившей с одного из прибрежных островов Северного моря [18]. О ранних годах ван ден Брука и его родителях известно очень мало. Отец, Ян Адриан ван ден Брук (Jan Adriaan van den Broek, 1832 — ), по-видимому, сначала работал деревенским нотариусом, а затем основал нотариальную контору в Гааге. Мать, Виллемина Франсина Нёй (Willemina Francina Nuij, 1830—1912), была образованной женщиной, интересовавшейся естественными науками, и, вероятно, передала этот интерес сыну.

В сентябре 1889 года ван ден Брук поступил на юридическое отделение Лейденского университета, с ноября 1891 года в течение двух или трёх лет учился в Сорбонне, а затем вернулся в Лейден, где 22 октября 1895 года защитил диссертацию и получил степень доктора юриспруденции.
В его диссертационной работе были затронуты некоторые вопросы совершенствования нидерландского уголовного и торгового кодексов.После защиты и примерно до 1902 года ван ден Брук работал в конторе своего отца.

В 1896 году он женился на Элизабет Маргарете Мауве (Elisabeth Margaretha Mauve, 1875—1948), дочери известного художника Антона Мауве. Уже в следующем году у них родился сын, а в дальнейшем — ещё три дочери.

К этому времени относится недолгое увлечение супругов толстовством, они посещали собрания местного толстовского общества.
В 1899 году ван ден Брук начал посещать лекции по праву в Амстердамском университете, а после 1902 года отправился за границу, чтобы изучать экономику: сначала в Вене (у профессора Карла Менгера), а затем в Берлине (у Адольфа Вагнера и Густава Шмоллера). Ван ден Брука, по-видимому, интересовали прежде всего философские и математические аспекты экономики, однако его занятия, судя по всему, ограничились общим знакомством с проблемами этой дисциплины и не принесли ему удовлетворения.Ван ден Брук в юностиВ декабре 1905 — феврале 1906 года ван ден Брук совершил путешествие по Румынии, Греции и Турции. Примерно в это время он начал систематически заниматься естественными науками. В 1903—1911 годах он жил с семьёй в Бур-ла-Рен (фр. Bourg-la-Reine) под Парижем и в Гаутинге под Мюнхеном, в последующие годы — в разных городках Нидерландов (Нордвейк, Горссель, Де-Бильт, Схевенинген), периодически выезжая за границу: любил бывать в Париже, посещал Италию и дважды Испанию. Со студенческих лет он увлекался архитектурой и строительством и в 1920 году построил дом шестиугольной формы, которую считал более рациональной, чем обычные четырёхугольные здания; с друзьями ван ден Брук основал кооперативный посёлок Билтховен (нидерл. Bilthoven) под Утрехтом.
В сферу его интересов входила и музыка, он хорошо играл на фортепиано. Как писала много лет спустя дочь ван ден Брука, своё увлечение наукой он старался не афишировать: «Он никогда не сообщал о своих занятиях и публикациях. Я не считаю, что он был несчастлив в семье, однако был очень замкнут. Его общественные контакты большей частью ограничивались друзьями по работе.

.Всего ван ден Брук опубликовал 23 статьи, посвящённые периодической системе элементов, строению атома и явлению изотопии. В них в полной мере проявилось особое умение автора находить количественные соотношения в больших массивах внешне несвязанных данных. По словам известного физика Хендрика Крамерса, «мистерия чисел… была для его одарённой натуры особенно привлекательной». Работы ван ден Брука отличались смелостью идей и гипотез, которые порой кажутся недостаточно согласованными и поверхностными. Учёный, однако, всегда пытался дать высказываемым положениям физическое обоснование, связать их с самыми последними экспериментальными данными. Вместе с тем отсутствие профессиональной подготовки сказывалось на стиле его работ: нарушения логики изложения материала, неудачная структура статей, нечёткость и неоднозначность формулировок затрудняли понимание мысли автора.По-видимому, у ван ден Брука не было никаких контактов с профессиональными учёными до 1923 года, когда профессора Эрнст Коэн (англ. Ernst Cohen) из Утрехта и Реммельт Сиссинг (Remmelt Sissingh) из Амстердама рекомендовали принять его в Голландское королевское общество наук (нидерл. Koninklijke Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen) в Харлеме.

На очередном заседании общества знаменитый Хендрик Лоренц выступил с характеристикой работ ван ден Брука, после чего последний был избран членом этой организации.

С этого времени между двумя учёными установилась связь, велась научная переписка. Слабое здоровье ван ден Брука ещё сильнее пошатнулось из-за пережитой личной трагедии: зимой 1917 года погиб его 19-летний сын, провалившись под лёд во время катания на коньках на Зёйдерзе.

В конце 1924 года учёный тяжело заболел, у него была обнаружена анемия в запущенной форме. 25 октября 1926 года он скончался в Билтховене, где и был похоронен. Последняя рукопись ван ден Брука была передана его вдовой Лоренцу, однако из-за скорой смерти последнего была опубликована лишь в 1929 году с предисловием Крамерса.

2.3.Выводы.

1. Скромный гений нидерландского юриста и физика-любителя Антониуса Йоханнеса ван ден Брука так и остался не оцененым в полной мере. У него не было богатой лаборатории, могучего шефа, благожелательных спонсоров, внимания прессы и всякого такого. Ему не вручали пафосных премий. Ему не вручали никаких премий. У него до такой степени ничего не было, что формально он даже не был физиком.

2. След Антониуса Йоханнеса ван ден Брука в науке неизгладим. Ему принадлежит первая формулировка положения о равенстве порядкого номера элемента в Периодической системе заряду ядра.

3. Открытие атомного номера часто приписывается Бору или Мозли, хотя они никогда не претендовали на приоритет и в своих работах того времени всегда ссылались на ван ден Брука.

4. Настоящим первооткрывателем был учёный-любитель Антон ван ден Брук, чьим вкладом обычно пренебрегают. Часто думают, что ван ден Брук лишь подвёл итог работы физиков Резерфорда и Баркла, но подлинная история совершенно иная...

5. Антониус Йоханнес ван ден Брук — нидерландский юрист и физик-любитель. Несмотря на отсутствие специального образования, получил несколько результатов, оставивших след в истории науки.

6. Всего ван ден Брук опубликовал 23 статьи, посвящённые периодической системе элементов, строению атома и явлению изотопии. В них в полной мере проявилось особое умение автора находить количественные соотношения в больших массивах внешне несвязанных данных.

7. Антониус Йоханнес ван ден Брук – голландский физик-любитель первым понял, что номер элемента в периодической таблице соответствует заряду его атомного ядра. Эта гипотеза была опубликована в 1911 году и вдохновила на экспериментальную работу Генри Мозли.

A3. Общие выводы.

1. Экспериментально закон Мозли не подтвердился: по вертикальной оси отложен квадратный корень из частоты, а по горизонтальной – атомный номер. Это не совсем точно прямая, а набор прямых, угловой коэффициент которых зависит от внешней валентной и следующей за ней оболочек ядра соответствующего элемента. При небольшой точности согласие великолепное, только три точки из множества великолепно ложатся на прямую линию.

2. Закон Мозли – жалкая фикция теоретической физики.

3. След Антониуса Йоханнеса ван ден Брука в науке неизгладим. Ему принадлежит первая формулировка положения о равенстве порядкого номера элемента в Периодической системе заряду ядра.

4. Настоящим первооткрывателем количества электронов в атомах химических элементов был учёный-любитель Антон ван ден Брук, чьим вкладом обычно пренебрегают. Часто думают, что ван ден Брук лишь подвёл итог работы физиков Резерфорда и Баркла, но подлинная история совершенно иная...

A4. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ.

[1] Генри Ли Лукас. https://ru.thpanorama.com/articles/qumica/henry-moseley-biografa-y-aportaciones.html