第276章 真正的量子論!轟動物理學界!
李奇維帶著玻爾返回英國後,玻爾又進入了閉關之中。
他一頭扎入圖書館,瘋狂卷死同系的學生們。
克里斯等人羨雞更紫。
「哦,我的上帝啊,玻爾難道又要發論文了嗎?」
錢五師冷靜地說道:「估計是他找到了驗證玻爾模型的方法了。」
「哎,玻爾果然不愧是天才,他領先我們很多。」
克里斯三人組齊齊點頭,瑟瑟發抖。
錢五師作為超導的發現者,現在的地位已然僅次於玻爾。
他和玻爾屬於倫敦國王學院的青年才俊,物理學界的後起之秀。
但他們不可能達到李奇維那樣的高度了。
因為那是時代的特殊性造就的。
1900年初,現代物理學連萌芽都沒有。
所有物理學家們處在一片黑暗之中。
是李奇維憑藉一人之力,生生地為物理學開闢全新的道路,照亮未來的方向。
量子論與狹義相對論,奠定了現代物理學的根基。
從這一點看,李奇維的地位在物理學中是獨一檔的。
所謂的X射線、超導等,都屬於框架內的東西。
倒是玻爾模型,它屬於對量子論的重要補充。
因此玻爾的地位要超過錢五師、勞厄等人。
當然前提是他的模型是正確的,經得起實驗驗證的。
圖書館內,玻爾奮筆疾書,他的笑容差點要把嘴給咧歪了。
他已經不敢想像,自己的這篇論文將會帶給物理學界何等震動。
1911年4月20日,玻爾在發表第一篇論文後,以相同的題目再發一篇論文。
文章不僅對玻爾模型進行了理論驗證,還以此解釋了幾個非常重要的物理現象。
論文一經發出,立刻在物理學界引起了滔天巨浪。
無數物理學家目瞪口呆,實在是玻爾的論文內容過于震撼人心了。
在這篇《論原子的結構》的論文中,玻爾利用他的模型,完美解釋了巴爾末公式。
玻爾認為巴爾末公式中的m和n代表了電子軌道的序列。
當n=1時,表示的是電子處於基態。
當m=2、3、4時,表示的是電子處於激發態。
激發態的電子不穩定,所以電子會從激發態跳躍到基態,玻爾把這個過程稱為【電子躍遷】。
在電子躍遷的過程中,電子會以電磁波的形式,向外輻射能量。
而能量值就是兩個能級之間的能量差。
輻射光的波長可以用【李-普朗克輻射公式】直接計算出來,即E=hv,其中E就是能量差。
同理,電子從基態躍遷到激發態,則需要吸收能量,能量值也是兩個能級之間的能量差。
基於電子躍遷的理論,玻爾對元素光譜的機理做出了理論解釋。
以氫原子光譜為例:
m=3、4、5、6,向n=2發生電子躍遷,發射特定光譜,就形成了巴爾末系。
m=4、,5、6、7,向n=3發生電子躍遷,發射特定光譜,就形成了帕邢系。
接著玻爾又做出預測。
m=2、3、4、5,向n=1發生電子躍遷,根據計算,其發射光譜將落在紫外區域。
目前萊曼在1906年已經發現了一條氫原子的紫外發射光譜線。
那麼根據玻爾的理論,將還有其餘幾條譜線沒有被發現。
最終會形成和巴爾末系類似的光譜線系。
對巴爾末公式,以及原子光譜的解釋,獲得圓滿成功後。
玻爾意猶未盡,他在論文中又大膽拓展,解釋了另外兩個現象。
第一個是焰色反應。
某些金屬或者其化合物在燃燒時,會使火焰呈現特殊的顏色。
不同的元素燃燒,火焰的顏色也不同。
根據電子躍遷理論,玻爾認為,所謂焰色反應就是原子中的電子吸收能量,從基態躍遷到了激發態。
然後電子又從激發態躍遷回基態,這個過程中以光的形式釋放能量。
不同顏色的光,就是不同波長的光,對應能級差不同。
因為不同元素的能級不同,所以導致最後輻射光的波長不同。
這就是焰色反應的本質機理。
第二個是X射線的產生。
玻爾認為,能量足夠的電子轟擊金屬元素,之所以能產生X射線,是因為金屬原子中基態電子受到撞擊,發生躍遷,電子處於激發態。
然後激發態電子又向下躍遷,回到基態,這個過程輻射的光就是X射線,其能量就是能級差。
根據計算,玻爾認為不同金屬產生的X射線的頻率是不一樣的。
反過來,根據金屬原子發射的X射線頻率,結合玻爾模型,就能算出原子的電子數量,從而倒推出原子的核電荷數。
以上就是X射線的產生機理。
本來玻爾還想用自己的理論解釋γ射線的機理。
但是無論他怎麼算,數據都不符合,因此只能放棄。
玻爾不知道,γ射線的產生涉及到原子核的作用了,和電子躍遷沒有關係,所以他當然算不出來。
然而即便如此,這篇論文的內容,也足以讓所有物理學家徹底瘋狂了。
物理學界更是直接沸騰!
轟!
無數人都被玻爾的論文震撼的目瞪口呆。
「哦,我的上帝啊,玻爾竟然從理論上證明了X射線的產生機理,這也太可怕了。」
「豈不是說,玻爾的理論直接終結了光譜學、元素周期表、X射線三大物理方向。」
「可怕,簡直太可怕了。」
「這才是真正的量子論,成熟的量子論,一套全新的物理理論!」
德國,當倫琴、普朗克等人看完論文後,全都震驚的說不出話來。
他們德國在光譜學領域,已經研究了幾十年,一直領先世界。
如今竟然被一篇論文給直接終結了。
以後所有的元素光譜問題,都不再是孤立的物理現象,而是有理論解釋其機理。
玻爾一人抵一國!
普朗克苦笑道:「沒想到那日我就是給了一個建議。」
「玻爾這孩子竟然就做出如此振奮人心的成果,實在是天縱奇才啊。」
倫琴笑道:「這裡面可多虧了你和布魯斯的指導啊。」
「不然靠玻爾一個人,估計想不出來。」
「這麼看,我們德國在光譜學上因為你,依然是領先的。」
說完二人哈哈大笑。
但是勞厄就笑不出來了。
當他看到玻爾的論文後,直接就是倒吸一口冷氣,頭皮發麻。
他的三個好基友,厄瓦爾德等三人眼睛瞪的大大,滿臉不可思議。
「我的老天鵝,玻爾從理論上證明了X射線的本質,它就是電子躍遷發射的電磁波而已。」
「牛逼,實在太牛逼了,電子躍遷這個概念,我十輩子也想不出來。」
「我們耗費了無數日夜,做了無數次實驗,才證明X射線是電磁波,玻爾竟然只靠一支筆就推導出來了。」
「這就是頂級天才的實力嗎?實在太恐怖了。」
「據說玻爾能想到解釋巴爾末公式,還是得到了布魯斯教授和普朗克教授的幫助。」
「這一對師徒孫簡直逆天了。」
聽著好友的感嘆,勞厄心中五味雜陳。
晶體衍射驗證X射線是電磁波,可以說是他最得意的成就,為他贏得了無數榮譽和掌聲。
愛因斯坦功成名就,他默默無聞時,他都沒有如此心境動盪過。
然而玻爾的出現,卻差點擊碎了他的道心。
「原來天才也是分等級的。」
如果說勞厄是天才,那麼玻爾就是天才中的天才,李奇維更是天才的三次方。
這種差距是任何一個天才都無法忽視的芥蒂。
天才都是高傲的,在沒有對比之前,誰都不會認為自己會輸。
然而一旦有了公平的對比,尤其還是玻爾和勞厄這種直接相關性,那確實容易產生打擊。
不過,勞厄畢竟是從逆境中走出來的,很快,他就恢復了情緒。
反而笑著說道:「看吧,玻爾能這麼快發表論文,都是我逼出來的。」
「要不是我公開發文質疑玻爾模型,估計他還在優哉游哉享受別人的追捧呢。」
厄瓦爾德三人聽後哈哈大笑,這樣的勞厄才是真實的勞厄,才是他們喜歡的樣子。
玻爾模型也只是剛剛起步,物理學的未來足夠璀璨。
如果說德國以及勞厄,被玻爾模型對光譜學的解釋震驚到了。
那麼盧瑟福和索迪就被元素周期表的解釋震驚到了。
按照玻爾模型的預測,只要測量金屬元素髮射的X射線,就能算出原子的核電荷數。
那豈不是說,這種方法可以修正元素周期表的排列順序,甚至是發現新元素?
轟!
盧瑟福徹底坐不住了。
他趕緊讓自己手下的莫斯萊驗證這個理論的正確性。
莫斯萊是盧瑟福團隊中的物理學講師,算是助理一類的角色。
真實歷史上,莫斯萊根據玻爾理論的預測,一直從鈣元素實驗到鋅元素。
隨著實驗的元素越來越多,他驗證了索迪的理論,即元素是按照核電荷數排列順序的。
算是徹底為元素周期表的規律蓋棺定論了。
而且他還發現相鄰元素髮射的X射線波長非常接近,因為它們只差一個核電荷。
所以可以推理出,如果兩個相鄰元素髮射的X射線波長相差很大,那麼說明它們之間還有未知的元素。
果然,莫斯萊根據這個想法,預測了四種新的元素,而且很快都被找到了。
可惜的是,他本人無緣看見自己的理論被驗證。
因為他後來在1915年,死於一戰。
除了和光譜學、X射線、元素周期表相關的物理學家外,其他人對於玻爾論文的震驚,絲毫不弱。
尤其是丹麥的學生,更是把玻爾當成了偶像。
哥本哈根大學物理學奧斯特更是高呼:「玻爾將會是丹麥物理學界的代表。」
「丹麥終於出了一個世界級的物理學家。」
轟!
一時間,玻爾的名頭如日中天。
所有人都見證了一顆物理學的超新星冉冉升起。
他的光輝甚至快要逼近了他的導師,當今物理學第一人布魯斯。
當然,目前沒有人認為玻爾超越了他的導師。
畢竟他的理論都是建立在布魯斯的基礎上。
但是即便如此,玻爾也瞬間成為了至少資深級的物理學家。
這讓威爾遜等人慾哭無淚。
「上帝啊,我到現在還記得第一次見玻爾時的樣子。」
「那時候他是一個充滿朝氣的年輕人,還恭敬地稱呼我為教授。」
「然而這才幾年沒見,他就把我甩的遠遠的。」
「以後恐怕要反過來了,我得稱呼他玻爾教授了。」威爾遜仰天長嘆,人比人氣死人。
湯姆遜也是感慨萬千,沒想到他當初不看好的年輕人,竟然能有如此成就。
他的心中一陣後怕,還好他沒有錯失李奇維。
不然的話,他估計要成為物理學界所有人嘲笑的對象了。
「我慧眼識珠,發掘了布魯斯。」
「布魯斯又繼承了我的慧眼識珠,發掘了玻爾。」
「這就等於還是我發掘了玻爾。」
「嗯,以後我的傳記中就這樣記錄。」
「不知道玻爾有沒有結婚,我得讓布魯斯告誡他不要早結婚。」
「玻爾模型可是才剛剛開始呢。」
「還有很大的發展空間。」
玻爾的第二篇論文,引起的轟動比第一篇大太多了。
因為他用具體的實驗結果,證明了玻爾模型的正確性。
而且巴爾末公式還是一個困擾了物理學界幾十年的難題,如今終於被解決。
如果說勞厄、布拉格、錢五師等人是拉開了現代物理學的帷幕。
那麼玻爾就相當於放了一個大煙花,讓物理學的舞台無比絢麗。
他變成了這場大戲的主角。
而很多人都知道的是,玻爾這個主角,是布魯斯一手打造出來的。
玻爾還在少年時,就被布魯斯「引誘」上物理學之路。
玻爾讀博被湯姆遜拒絕,是布魯斯對他拋出了橄欖枝。
玻爾的課題是布魯斯給的,而且還帶他耳濡目染了第一屆布魯斯會議。
玻爾理論的驗證,是李奇維帶著他求教普朗克教授。
布魯斯為玻爾掃平了一切障礙。
當然,這一切的成就,玻爾本人的努力和天賦才是最重要的。
個人能力不行,外人再怎麼輔助都沒用。
但無論如何,都是布魯斯鋪平了玻爾前進的道路。
現在的他,不僅僅是物理學第一人,還多了一個稱號:物理教育學第一人。
這樣的老師,是無數學生心目中的夢中情師。
他們把李奇維和自己的老師一比,瞬間就不想尊師重道了,心中只有無盡的苦澀。
而現在,這位無數人羨慕的夢中情師,將要給玻爾更大的支持。
最近,李奇維收到了普朗克、湯姆遜、愛因斯坦等人的共同建議。
要單獨為量子論再舉辦一場會議。
眾多物理學家齊聚一堂,討論量子論的未來,就和狹義相對論一樣。
李奇維頓時感慨萬千。
距離第一屆量子論會議已經過去了十一年。
那時的主持人還是開爾文勳爵。
李奇維在會議上,一人迎戰諸位大佬,談笑風生,睥睨天下。
當場手撕出光電效應,說服了在場的所有人。
最終開啟了量子論這門科學。
接著,密立根用實驗驗證了光電效應的正確性。
然後就是愛因斯坦用量子論解釋固體比熱,再次為量子論正名。
而現在,玻爾的理論更是一錘定音,震動物理學界。
量子論再無質疑!
李奇維回顧過去,豪情萬丈。
辦!
大辦特辦!
(本章完)