Оригинално заглавие:

Atombau und Spektrallinien. Wellenmechanischer Ergänzungsband
Wieweg, Braunschweig 1929

*

ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА

В настоящем дополнительном томе, надеясь удовлетворить общему желанию, я делаю попытку изложить новое развитие атомной физики, совершенно изменившей в 1924 —1926 г. (Л. де-Бройль, Гейзенберг, Шредингер) ее внешнюю форму. Тот факт, что внутреннее содержание теории, т. е. ее сравнимые с опытом количественные результаты осталось в большинстве случаев незатронутым этим процессом обновления, бесспорен для каждого теоретика. Новая теория означает не крушение старой, а ее дальнейшее развитие, связанное со многими уточнениями и разъяснениями прежних положений.

Этот дополнительный том я называю томом волновой механики, так как методы Шредингера в практическом применении несомненно превосходят специфические методы „квантовой механики". Но, с другой стороны, для меня совершенно очевидно, что общие идеи, которые привели Гейзенберга к созданию квантовой механики, необходимы также и для построения волновой механики. ПерВ'--начальная точка зрения Шредингера, что квантовые переходы могут иметь место только между существующими одновременно состояниями, несомненно слишком узка и противоречит фактам; поэтому я перенес в волновую механику равноправное толкование состояний и переходов, данное Гейзенбергом с самого начала, и использовал это представление в особенности при выводе условия частот и правил поляризации и интенсивности (гл. I, § 5). Этот метод, разумеется, означает отказ от достижения целей широкой программы волновой кинематики, выдвинутой Шредингером и де-Бройлем, и ведет к усилению математиче-ского формализма в ущерб образности. Электрон остается и в волновой механике в конечном счете точечным зарядом, а световой квант — точечным центром энергии. Но дуализм между световым квантом и световой волной распространяется и на область материи: рядом с электронными частицами мы имеем электронную волну, подтверждаемую накопляющимися каждодневно экспериментами.

В течение нескольких семестров моих университетских лекций я старался уяснить себе и моим слушателям главные результаты волновой механики и изложить их в возможно более простой форме. При этом выяснилось, что во всех случаях, которые можно до конца п| оинтегрировать, достаточно применить „метод полинома"; последний все дя приводит без специальных функционально-теоретических соображений к окончательному аналитическому представлению. С другой стороны оказалось, что „метод производящих функций", который хотя часто и весьма изящно, но всегда несколько искусственно, дает интегралы интенсивности, может быть везде заменен прямым использованием условий ортогональности. Моей задачей было проведение в настоящем труде этих взглядов, правда не очень глубоко идущих, но последовательных и упрощающих дело. Гораздо более существенным является упрощение, когороебыло достигнуто в изложении теории электрона Дирака путем почти полного изгнания четырехрядных матриц и их сведением к двумерным матрицам, толкуемым непосредственно геометрически.

Настоящий дополнительный том по своему содержанию непосредственно примыкает к четвертому немецкому изданию основной книги. К ней же относятся и цитаты. Обе главы дополнительного тома обозначены для отличия римскими цифрами, как гл. I и II. При этом гл. I содержит основные понятия и их применение к более элементарным проблемам, гл. II — более сложные вычисления теории возмущений, диффракции и, как наиболее труд-ную часть, релятивистскую теорию электрона. Этот том может, конечно, служить дополнением и к английскому изданию, хотя цитаты и не относятся непосредственно к последнему.

Так же как в предыдущих изданиях основного тома, я и здесь имею в виду читателя как физика-теоретика, так и физика-экспериментатора. Поэтому я ограничился, главным образом, рассмотрением проблем, имеющих непосредственный физический интерес. Общие рассуждения теории преобразования вероятностей затронуты мною только вкратце, также как и принципиальные вопросы о неточности и наблюдаемости. Насколько мне известно, этим общим вопросам будут посвящены в ближайшем будущем книги, написанные авторами, непосредственно занимавшимися подобными проблемами. Следуя основн му характеру моей книги, я придерживался по возможности конкретных вопросов. Желательна была бы обработка систематики спектров с точки зрения волновой механики. Но для этого не хватило ни времени, ни места; впрочем, желательно дальнейшее развитие теории релятивистского электрона для того, чтобы этот вопрос мог быть изложен с полной ясностью.

В §§ 4 и 7 гл. II о фотоэффекте и эффекте Комптона я пользовался содействием моего коллеги Ф. Кирхнера. Д-ру С. Бохнеру я обязан многими математическими указаниями, особенную же благодарность я приношу моему коллеге д-ру К. Бехерту, который не только оказывал мне помощь во, всех технических вопросах печатания книги и в различных деталях подготовки рукописи, но также самостоятельно разработал многие отдельные пункты, в особенности в заключительном параграфе о спине электрона; без его самоотверженной помощи вряд ли мне удалось бы довести эту работу до конца.

А. Зоммерфельд.
Мюнхен, август 1928 г.