мой материи могут при известных условиях распадаться на заряженные «осколки», с неизбежностью вытекает, что образующие эти молекулы атомы содержат электрические заряды противоположных знаков, к-рые в нормальных условиях нейтрализуют друг друга (по крайней мере с точки зрения макроскопического наблюдателя), но могут быть (хотя бы частично) и отделены друг от друга. Тем самым рушится представление об атоме, как о чем-то неделимом, как о «материальной точке» в смысле классической механики, и во весь рост встает . проблема его структуры. Одновременно с этим восстанавливается в своих правах электрич. заряд, отодвинутый «на задворки». теорией Фарадея-Максвелла. Из роли простой математической фикции, одного из интегралов уравнения поля, он переходит в ранг самостоятельной физической реальности, становясь неотъемлемым свойством элементарных частиц весомой материи.
Присутствие заряда в данной точке пространства выражает собой не просто и не только факт определенного видоизменения свойств электромагнитного поля в этой точке; оно не «сводится» к этому факту, т. к. электрические свойства представляют собой лишь одну сторону свойств составных частей атома. Наконец рушится теория «чистой непрерывности» в электромагнитных явлениях, т. к. электрический заряд приобретает дискретную структуру, становясь целым кратным элементарного заряда. Проникновение электродинамики в область атомистики означает вместе с тем и обратный процесс — проникновение атомистики в область электродинамики.
Так. обр. уже закономерности электролиза могли указать в известной мере путь к более глубокому синтетическому охвату электромагнитных процессов в материи. Однако им недоставало прежде всего универсальности, так как все они относились к сравнительно узкому классу материальных тел — к электролитам.
Далее, они оставляли открытым вопрос о самой природе элементарных зарядов, в частности о том, могут ли последние быть получены отдельно от атомов весомой материи или нет.
Существенным дополнением в обоих этих направлениях явилось изучение электрических явлений в разреженных газах, проведенное в основном Дж. Дж. Томсоном и его сотрудниками в 1890—1900 — х гг.
Оказалось прежде всего, что получение заряженных атомных «осколков» — ионов (см.), впервые обнаруженных при электролизе, может быть проведено и на всех без исключения газах, причём получаемые таким путем заряды всегда оказываются целыми кратными того же элементарного заряда (положительного или отрицательного), к-рым обладает при электролизе всякий одновалентный ион.
Особенно ясно это было показано произведенными позднее опытами Милликкена. Тем самым была значительно расширена и укреплена база электрической теории атома и атомной теории электричества. Далее было показано, что элементарный отрицательный заряд может быть получен отдельно от какого бы то ни было из доселе известных атомов весомой материи, причем носителем его в этом случае является материальная частица, обладающая массой, примерно в 2 т. раз меньшей, чем масса атома водорода. Эта частица, впоследствии получившая название электрона, была обнару 680
жена как универсальная составная часть всех атомов; свойства ее оказывались совершенно одинаковыми, каким бы газом ни была первоначально наполнена разрядная трубка. Элементарный же положительный заряд всегда обнаруживался на каком-нибудь из атомов весомой материи, откуда непосредственно следовало, что наиболее легким возможным его носителем является атом водорода.
Эти выводы получили решающее подтверждение в явлениях радиоактивности (см.). Оказалось, что сложная структура атомов радиоактивных тел проявляется в процессе их самораспада, при котором из этих атомов вылетает поток электронов и положительно заряженных частиц. Существование внутриатомных зарядов было т. о. продемонстрировано наиболее ярким и наглядным образом.
Объединение только-что указанных опытных результатов с основными положениями электродинамики Максвелл*а является заслугой Г. А. Лоренца. Работы его, резюмированные в книжке «Теория электронов» (1909), содержат в себе основу того, что называется Э. т.
Э. т. представляет собой наиболее глубокую, по сравнению со всеми делавшимися до нее, попытку охвата свойств материи. Она знает всего только три основных материальных элемента: положительные и отрицательные элементарные заряды (электроны*), с одной стороны, и электрическое магнитное поле — с другой стороны.
Все бесконечное разнообразие видов материи она рассматривает как результат различных сочетаний и взаимодействий этих трех элементов.
Сообразно этой общей установке Э. т. естественно распадается на два раздела. В первом разделе речь идет об общих законах взаимодействия между электронами и полем. Сюда входят вопросы о поле электрона, его излучении, об электромагнитной массе и т. д. Во втором разделе дается применение этих законов к изучению электрических свойств весомой материи, рассматриваемой как совокупность электронов. Этот раздел представляет собой естественное расширение и углубление Максвелловой электродинамики материальных сред; он относится к ней примерно так же, как кинетическая теория тепла к классической термодинамике. Мы остановимся последовательно на основных пунктах обоих разделов.
Фундаментом теории служат ур-ия Максвелла в несколько видоизмененной форме, данной им Лоренцом. В отсутствие материи, т. е. электрических зарядов, эти ур-ия, как уже указывалось вначале, полностью совпадают с обычными ур-иями Максвелла, определяющими распространение электромагнитных возмущений в эфире. Своеобразие их заключается в тех добавочных членах, к-рые появляются в присутствии электронов. Именно эти члены представляют собой основу Лоренцовой теории, служа математическим выражением активных действий зарядов. Эти действия зависят от количества, расположения и скоростей электронов.
Электромагнитные действия электрона (так, как они выражены в ур-иях Лоренца) можно коротко охарактеризовать следующим образом. Пока электрон покоится, он образует в окружающем пространстве обычное кулоновское (см. Кулона закон) электростатическое поле, напряженность к-рого в каждой точке пространства определяется расстоянием от этой точки до электрона. Дело
- В этой фразе, как и в дальнейшем, мы в целях сокращения пользуемся терминологией Лоренца, понимая под электронами оба типа элементарных зарядов, а не только отрицательные заряды, как это делается в современной литературе.
