第201章 波粒二象性

  第201章 波粒二象性

  「那看起來像是一個公式?」

  「或許跟他提到過的能量子有關。」

  「可這些與光有什麼關係,仍然無法能得到光構成的結果。」

  「或許跟他之前的實驗一樣,看起來很了不起,實際只是糊弄人的東西。」

  到場的賓客已經開始竊竊私語,評論著他的在那串公式。

  那些古怪符號出現的第一時間,現場上百雙眼睛都在那幾個簡單的字符前遙望。

  即便有人聯想到凃夫在前些天發布的論文後,也沒有將其聯繫起來,二世等待著凃夫給出合理解釋。

  皇家學會大樓的看台並不高,

  所以凃夫的一舉一動都在大家眼裡。

  他在寫完能量子符號後,才著手動起來手裡的實驗器材,「先生們,在此我該向你們說明何為光電效應,當某件電器的接收電路受到光照,便更容易產生電火花。

  而在我手上,一旦打開這個紫外線發射器後,當光落到金屬面板過後,金屬發生的一些變化就是光電效應。」

  這是一個涉及了光學與電學結合的基礎理論實驗。

  而接下來,他的幾件實驗裝置也派上了用場,逐一被整齊的擺放在眾人面前。

  凃夫首先拿出橡膠棒在鋅板上開始摩擦,使之帶上負電。

  在這個舉動之後,圓形的驗電器正中間。

  受到電子的影響,兩片緊閉的金屬箔隨之張開。

  凃夫用他纖細的手指拿起了紫外線燈,開啟後直接照射鋅板,這個看起來毫無意義的舉動,隨之讓連接了鋅板的驗電器,發生了新的變化。

  「咔!」

  在紫外線燈落在鋅板後,驗電器的金屬箔片便立刻迴轉,

  指向最上方歸零。

  「一個小實驗。」

  「這跟光的特點又有什麼關係?」

  「為何會有這樣的變化。」

  這個有趣的小實驗引起了一部分人的注意,他們低頭沉思著為何會出現這種現象。

  凃夫這才不緊不慢解釋,「先生們,如同你們見到的這樣。當紫外線的燈光照射鋅板過後,鋅板的電子離開,或者說溢出。

  由於光照使得電子溢出的現象,正是我想表達的『光電效應』。」

  一通並不算複雜的科普後,在場所有人都露出思考的表情。

  有提前對凃夫發表論文有所研究的人,自然了解到他所稱呼的「電子」是一種基本粒子。

  人們認知的構成物質中最小的基本單位。

  不是自然科學領域的教授為了不讓自己顯得過於呆板,也裝作沉思的模樣,像是假裝聽懂他在說什麼。

  「光不僅在發射和吸收時,能量是一份一份傳遞,而且光本身就是一個個不可分割的能量子所組成的。」

  為了解釋光量子的概念,凃夫又在黑板上寫出了著名的光電效應方程。

  Ek=hv-w。

  其中一個光子的能量是hv,h是卡佩常量(普朗克常量),v表示射光的頻率。

  w指金屬的逸出功,

  Ek則代表光子與金屬碰撞後飛出的部分,即初動能。

  凃夫嘗試用光子理論來解釋了電磁理論,也正式提出了一個新的概念——光量子。

  但凡是上過高中物理課程的學生,都能輕易理解這些知識。

  但在這個電學發展之初的年代。

  凃夫提出的概念則是建立在自己提出的一套理論基礎上,憑藉著一人之力,將物理學向前推進了足有上百年。

  至於將理論知識用在實踐上,仍然是一件很漫長的事。

  「凃夫,如你所說,光量子和電子都具有統一特徵,光電效應即是說明光具有粒子性。」說話的是丹尼爾老爵士。

  在接觸了最基礎的量子力學科普後,他提出了一個相對有趣的問題。

  凃夫臉上仍是笑意,「您說得沒錯,光的確具有粒子性的特徵。」

  「可這跟伱之前的說法完全不同,你論文中的電磁波理論中表明光是一種電磁波,具有反射和衍射的特徵,毫無疑問光就是一種波。」

  有人對他之前的說法也提出質疑。

  尤其是業內人士,在聽過他前後不同的理論和實驗後,很快便發現了他理論中自相矛盾的點。

  在經過大量的實驗、理論依據和假定學說之後,似乎又回到了最初的問題。

  光究竟是粒子還是波?

  仿佛不管他們怎樣做,用多少實驗都跳不出這個思維怪圈。

  「先生們,你們覺得這個問題的最終答案是什麼?」

  當走到最後一步時,凃夫仍然保持著神秘。

  他望向大廳里浮現各種表情的學者們,然後輕輕低語,「現在請大家閉上眼睛,仔細思考一個問題。

  光的干射、衍射和偏振現象表明,光具有波動性。而光電效應實驗這說明了光具有粒子性,那麼最終答案是什麼呢?」

  在他話音落下,在場無論是粒子派還是波動派的學者,都遵從他的旨意閉上眼睛。

  一個答案仿佛就要呼之欲出。

  每個人的心臟都忍不住怦怦直跳,連呼吸都不敢喘大氣。

  他的話簡直就像天主的判決,又像惡魔的低語,總是誘惑他們朝一個從未設想的方向靠近。

  「光……兼具粒子性與波動性。」

  在絕對寂靜中,有人給出了答案。

  並不是最理解凃夫思路的丹尼爾爵士,也不是某位粒子派的物理學家。

  而是密大人文學院的查爾斯·凱恩教授,他對那些複雜的公式和理論理解得並不透徹。

  但心裡總是有一個聲音在告訴他,

  答案就是這樣的。

  「轟!」

  凱恩教授的這番言論立即掀翻了整個大廳,即便之前有人已經想到,卻也不敢肯定的說出來,但經由他人嘴裡說出來後卻又那樣合理。

  「答對了。」

  凃夫打響手指頭,臉上洋溢出滿足的笑臉,「如果用一個更專業的名詞代替這個說話,我一定會將之稱為『波粒二象性』。」

  光的波粒二象性!

  這個新名詞從誕生開始,便征服了許多人的思維。

  峰迴路轉,當這個困擾了他們許久的問題,最終得出一個兩大門派都能接受的答案時,

  在場之人更多是一種坦然。

  「這就是為什麼在雙縫實驗中,會出現兩種結果的原因嗎?」

  被邀請而來的密大教授巴斯蒂安教授喃喃低語。

  「正是因為兩種不同的特性,所以在不同的測量方法下才得出不同的結果,有時表現粒子的特性,有時表現波的特性。」

  凃夫指正這位自然科學院教授的方式。

  用監測設備來測量,則針對了光的粒子性在測量,

  而他的雙縫實驗本身就是針對光的波動性的實驗,所以才會有兩種截然不同的答案。

  這並不可怕,也絕非什麼靈異現象。

  每個人都沉浸在巨大的震撼中。

  掌管真理的秩序之神又一次做出了裁決。

  天主重新指引著人們朝正確的方向走去。

  距離1492年6月25日,才過去了半年之久,距離上次凃夫在利茨展示了雙縫實驗過後。

  他又一次,親手改寫了歷史。

  從今往後的至少三百年裡,

  一代又一代的少年人將會徹底記住凃夫·卡佩這個名字,這跟他化解了粒子派與波動派的矛盾無關。

  徹底推翻了物理學大廈的卡佩先生,因為自證清白而提出的電磁波理論、卡佩常數、光電效應……而建立了一套名為「量子物理」的新體系。

  在日後每一位接受教育的孩子們,在課本里每每翻到凃夫·卡佩這個名字時,眼裡都充滿了滿滿的敬畏(咬牙切齒)。

  ps:大家一定知道寫近期劇情對一個文科生來說有多折磨,可能還是會有bug,但我也只做到這種份上了,勿怪。

  查資料的時候讓我無數次感慨,幸好當初選的是文科~

  (本章完)