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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
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2022.06.14 江西

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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。可没想到,他竟然违背了麦克斯韦理论,最终结果将导致原子毁灭,被所有人质疑。然而就在这时,丹麦一个物理天才横空出世,提出一个惊艳的假设,力证卢瑟福模型,并凭此开启量子论时代。

1910年,物理学家卢瑟福……很烦!

因为,他的行星原子模型跟麦克斯韦理论相冲突,而且还是很严重的那种冲突——

按照麦氏理论来说,卢瑟福模型里的电子,会在万亿分之一秒内坠落在原子核上,毁灭整个原子,从而毁灭整个世界。

可是,世界并没有毁灭嘛!

所以,卢瑟福很烦:他烦的是世界为什么没毁灭。

因为这样一来 ,就说明他跟麦克斯韦之间有一个人错了。

卢瑟福很想认为自己没错,但对方可是比肩牛顿的麦克斯韦啊!

即便当时的卢瑟福已然是曼彻斯特物理界的领军人物,但他依然没有资格与麦克斯韦正面对线。

整个物理界都站在了麦克斯韦那一边,所有人都虎视眈眈地盯着卢瑟福,千方百计想要拿他来祭旗。

因为不管是谁,但凡能够推翻卢瑟福的原子模型,必将名垂青史。

这种天赐良机,可没有一个人想白白错过。

群狼环伺的卢瑟福被困进了一个死局,他解不了!

然而,就在这时,丹麦的一个天才少年横空出世,力挽狂澜。

这个天才,就是卢瑟福的学生,玻尔。

玻尔始一出手,就在这个死局之中落了一子,堪称神来之笔——

他做了一个大胆的假设,那就是把电子限定到一些特定的“特殊”轨道之上,以保证它们不会连续释放辐射并因此朝原子核螺旋下坠。

这些特定的轨道,叫作定态。

不得不说,这个假设非常大胆,但却完美解决了麦氏理论预言电子坠落的问题。

电子想运动?可以!

想坠落?也可以!

但是,你得按我玻尔的规矩来坠落——每次坠落(或者说跃迁),都只能落在特定的轨道上;而当落到最低能级的轨道(也就是基态)时,电子你就必须得停。

这样一来,电子就坠不到原子核上,原子不用毁灭,世界依旧和平。

这一刻,玻尔拯救了世界,但却差点得罪了整个物理界。

因为,按玻尔这个理论来说,电子只能在某些特定的轨道上运行,那么,这些轨道就是不连续的,能量也是不连续的,必须将它们量子化。

而这,正是当时争议如潮的普朗克-爱因斯坦量子理论,违背了公认的经典物体学体系原理。

从某种意义上来说,玻尔比卢瑟福还狠——卢瑟福顶多是反了麦克斯韦,玻尔却把整个世界都给逆反了。

但偏偏的,天才玻尔气运加身,在数学界找到了一个非主流的公式,那就是巴尔末公式,竟一己之力给出了完美证明,连发3篇划时代的论文,奠基量子论,登顶神坛。

关于玻尔、卢瑟福等物理天才的传奇,在《量子传》里面有科普。书里,从基尔霍夫黑体辐射,讲到普朗克量子,再到爱因斯坦光电效应,然后是玻尔的量子化原子模型,直到贝尔那个伟大的不等式……完美展现出了那段波澜壮阔、激荡人心的物理史诗。

《量子传》的作者曼吉特·库马尔是个真正的大神,拥有物理学和哲学双学位,还是《连线》英国版顾问级科学编辑,更是权威的科普作家!

《量子传》,是一群天才的争辩传,各路物理大神齐聚,书中回顾在20世纪物理学巨人们在“量子力学”领域精彩地智力较量。这本书,更是受到清华大学、首师大物理系教授赞赏推荐。

《量子传》虽然讲的物理史最复杂的量子论,但却非常好读,只要具备高中数学知识都能读懂。不管是自己阅读,还是拿来送亲戚朋友,都是非常合适的!
 
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