打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
玻尔——量子论奠基人
1912年,丹麦一个天才年轻人,竟然借助一个数学界的非主流公式,挑衅物理学巨人麦克斯韦,连发3篇划时代的论文,一己之力掀翻了200多年的物理学根基。甚至连爱因斯坦,都在他面前输得一败涂地!
 
他,叫玻尔——量子论奠基人!
 
1911年,玻尔到剑桥求学,第一件事就是去拜访大名鼎鼎的物理学家汤姆逊。
 
汤姆逊表面很热情,但却眼高于顶,对玻尔的论文看都懒得看一眼。
 
玻尔对剑桥极度失望,准备打道回府。机缘巧合下,他遇见了刚从第一届索尔维会议归来的物理学家卢瑟福。
 
卢瑟福一眼看出玻尔天赋异禀,二话不说给了他一个实验室的名额,邀请他到曼彻斯特。
 
当时,卢瑟福在研究原子,提出了一个行星系统模型,看起来很完美。
 
只是,有一个小问题——
 
根据麦克斯韦理论,如果原子按照卢瑟福模型来运行,宇宙将会瞬间毁灭!
 
卢瑟福模型是这样的,原子中,原子核在中心,电子在四周沿着特定轨道运行,像是一个行星系统。
 
而根据麦克斯韦理论,两者之间会放射出强烈的电磁辐射,导致电子一点点失去自己的能量,不得不缩小运行半径,直至最终坠毁在原子核上——也就是说,电子转着转着……掉下来了!
 
世界是由原子组成的,所有原子都这样搞的话,整个宇宙肯定会毁于一旦,不复存在!
 
这当然是不可能的!
 
肯定有人错了——是麦克斯韦?还是卢瑟福。
 
无论怎么看,错的人似乎都应该是卢瑟福,因为麦克斯韦太伟大了,那是一个比肩牛顿的神祗,根本不容置疑!
 
然而,玻尔却非要质疑麦克斯韦,还要完全地抛弃他。
 
当然,玻尔并非盲目崇拜自己的老师卢瑟福,而是他敏锐洞察到,在原子这样小的层次上,麦克斯韦经典理论将不再成立,必须引入一个革命性的思想——普朗克量子!
 
想出这个颠覆性理论还不是最难的,如何用它去解释原子的行为才是关键,难逾登天!
 
这个问题,玻尔想了1年也没想明白。
 
直到1913年,他偶然得知了巴尔末公式。
 
这是一个数学界的公式,用于表示氢原子谱线波长的,是一个非主流公式——非主流到玻尔闻所未闻。
 
但当玻尔看到这个公式时,一下子豁然开朗。就像他自己说的那样:“当我一看见巴尔末公式,一切就都再清楚不过了!”
 
大家都知道,任何元素在被加热时都会释放出不同的焰火颜色,比如钠盐是黄色,钾盐呈紫色。它们会产生特定的唯一谱线。巴尔末公式,就是把这些杂乱无章的光谱线波长公式了出来。
 
玻尔灵感迸发,将普朗克量子引入进来,产生了一个大胆的想法——
 
原子内部只能释放特定量的能量,说明电子只能在特定的势能位置间转换。也就是说,电子只能按照某些“确定的”轨道运行,只能释放出符合巴尔末公式的能量。
 
这是什么意思呢?
 
比如一个人100公斤,从1米的台阶跳下,会获得1000焦耳能量。假设我们知道他跳下N级相同高度的台阶,总共释放了1000焦耳的能量。
 
那么,他肯定总共跳了1米,请问每个台阶高度是多少?
 
很简单,如果他跳了2阶,每阶是0.5米;如果他跳了3阶,每阶是1/3米……
 
但是,无论如何,台阶高度都不可能是0.6米——因为,如果只有一阶0.6米,能量达不到;如果跳了两阶就是1.2米,超出了总能量。
 
除非,台阶数量是1又3分之2!
 
但是,小孩子都知道,台阶必须是整数。
 
而这,就是量子化的条件,也是原子内部电子运行的本质。
 
电子也是在跳台阶,台阶还要符合一定的高度条件,不能是连续而任意的!
 
这也刚好印证了普朗克量子理论——能量不是连续不断的!

玻尔就此写了3篇论文,发表在《哲学杂志》。而这就是量子物理史上划时代的文献,又被称为伟大的“三部曲”!
 
玻尔登上神坛,凭一己之力,动摇了几百年的经典物理根基。
 
后来,他争取到了爱因斯坦的相对论等同盟军,终于一统江湖。
 
可惜,他最终还是与爱因斯坦产生分歧,激战三次,玻尔完胜,量子论扶摇而起,如日中天!
 
这个天才的颠覆性创举,是畅销书《上帝掷骰子吗》中的科普。书里,从麦克斯韦电磁理论,讲到牛顿经典力学,再到爱因斯坦相对论,接着是玻尔的量子论,直到平行宇宙……
 
这是量子论入门书籍,豆瓣9.2分趣味科普神作,作者曹天元也是个神人,硬是把枯燥的物理写出了武侠风格。
 
书中,物理学大佬如玻尔、爱因斯坦、薛定谔等人,就好像武侠里的绝世高手,以惊艳的理论为武器,创造出一个刀光剑影、波澜壮阔的世界!
 
我是熬了一宿刷完这本书的,因为实在精彩刺激,就像朋友给我推荐这本书时说的那样——“你就当《遮天》那样的玄幻小说来读就行了!”
 
如果你喜欢看小说,绝对会爱上这本书,精彩程度不逊于金庸武侠,还能增长见识。
 
这本书非常好读,只要具备初中数学知识都能轻松读懂。不管是自己阅读,还是拿来送亲戚朋友,都是非常合适的!
 
书不贵,一顿饭钱而已,喜欢的朋友不要错过,链接在下方!
本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
云雾缭绕的原子世界 ——尼尔斯·玻尔的量子论
1910年,英国物理学家卢瑟福,提出了行星原子模型,可谓石破天惊
量子理论
上帝掷骰子吗——量子物理史话(3)
一篇文章带你进入量子力学的世界(上)
量子理论的诞生和发展(3):玻尔建立量子化原子模型
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服