Problemy zwiazane z atomem Rutheforda

Niels Bohr mial powiedziec o atomie Rutheforda: Pamietam, jakoby to bylo dzisiaj, entuzjazm z jakim wiosna 1912 dyskutowano miedzy uczniami Rutheforda nowe perspektywy otwierajace sie przed fizyka i chemia dzieki odkryciu jadra atomowego. Przede wszystkim zdawalismy sobie sprawe, ze lokalizacja dodatniej elektrycznosci w obszarze o praktycznie nieskonczenie malych rozmiarach umozliwiala ogromne uproszczenie klasyfikacji wlasnosci materii.
Model atomu zaproponowany przez Rutheforda stawia przed nami zadanie przypominajace stare marzenie filozofow: doprowadzic interpretacje praw nstury do rozwazania czystych liczb.
W atomie Rutheforda masywny ladunek dodatni ograniczony byl do mikroskopijnego obszaru w jego srodku, podczas gdy elektrony krazyly wokol tego ladunku w odleglej chmurze; okreslaly one wlasnosci chemiczne atomu i chronily jadro przed normalnymi zderzeniami. Poniewaz atomy sa neutralne, nalezalo oczekiwac, ze atom ma tyle elektronow ile ladunkow dodatnich.
Rutheford sadzil w 1911, ze "....w tym stadium nie ma potrzeby rozwazania stabilnosci zaproponowanego atomu...", ale w latach 1912 i 1913 rozwazania te staly sie najwazniejsza sprawa. Jezeli zalozy sie istnienie tylko sil natury elektrycznej powstaje pytanie w jaki sposob skladniki atomu utrzymuja sie razem. Pierwsza odpowiedz, ktora sie nasuwa jest tak naturalna, tak bezposrednia i tak ekonomiczna z koncepcyjnego punktu widzenia, ze latwo sie zawahac nim sie jej udzieli. Elektron nie moze stac nieruchomo bez zadnego podparcia; spadlby na jadro tak samo jak nieruchoma Ziemia spadlaby na Slonce. Ale elektorn moze krazyc wokol jadra - czyzby naladowanu Uklad Sloneczny, absurdalna analogia planetarnego Ukladu Slonecznego?
Sily w atomie sa raczej natury elektrycznej niz grawitacyjnej, co powoduje, ze sa one znacznie wieksze, ale ich postac jest identyczna. Czy mozemy zatem zaproponowac taka dynamike Rutheforda? Gdyby bylo to mozliwe, po propozycji Rutheforda nie nastapilby ten kryzys, ktory doprowadzil do calkowitego przewrotu w fizyce klasycznej i zastapienia jej przez mechanike kwantowa.
Zadanie teorii Maxwella, aby elektron krazacy wokol ladunku dodatniego, a wiec poruszajacy sie ruchem przyspieszonym, promieniowal energie, podwazylo mozliwosc stabilnosci atomu Rutheforda z punktu widzenia fizyki klasycznej. Czas, jaki zabiera elektronowi spadniecie po spirali z typowej orbity na jadro jest bardzo krotki, o pozostaje w przykrej sprzecznosci z naszym wlasnym odczuciem stabilnosci atomowej materii, z ktorej jestesmy zbudowani.