第136章 原子行星模型,震驚物理學界!
自從第二屆物理諾獎公佈後,關於原子結構的研究開始成為主流。
由於現有的光學顯微鏡無法直接觀測到原子和電子,所以物理學家們主要通過想象來研究原子結構。
就和洛倫茲想象電子存在一樣。
當前世界上,除了卡文迪許等少數頂級實驗室,想要開展針對原子的研究還是很艱難的。
這也是為什麼連威爾遜都那麼受歡迎,他的雲室現在成了搶手稀罕貨。
現在這個時代,研究微觀粒子的最重要手段就是磁場。
只要粒子帶電,通過磁場偏轉就很容易計算出它的性質,如質量、電荷等。
而威爾遜的雲室,更是直接能讓物理學家們觀測到粒子的運行軌跡,因此顯得非常高端。
湯姆遜的棗糕模型,就是在這種得天獨厚的條件下被提出的。
其實在這之前,開爾文勳爵曾提出實心帶電球模型。
他認為電子是均勻帶正電的球體,裡面埋藏著帶負電的電子,正常狀態下處於靜電平衡。
後來這個模型被湯姆遜加以發展,就變成了棗糕模型。
棗糕模型認為電子分佈在球體中,就像棗子點綴在糕點表面一樣。
模型不僅解釋了原子為什麼是電中性的,電子在原子裡是怎樣分佈的。
而且還能解釋陰極射線現象和金屬在紫外線的照射下能發出電子的現象。
湯姆遜還根據模型,估算出原子的大小約0.1納米,這是非常了不起的成就。
正是因為棗糕模型能解釋很多現象,所以被大多數物理學家所接受。
但是有了狹義相對論的例子在前,現在什麼理論都不敢號稱權威了。
大家發現理論完全可以超越實驗,甚至指導實驗。
雖然湯姆遜有著卡文迪許這樣好的實驗室,但是他的理論也未必就是正確的。
原子結構也許另有乾坤。
於是,這段時間以來,每天都有不同的論文發表,設想原子如何包容電子,內部結構是什麼樣的。
10月20日,法國物理學家佩蘭(1926物理諾獎),在法國物理學會上,通過猜想,提出了一種原子結構模型。
他認為原子的中心是一些帶正電的粒子,外圍是一些繞轉的電子。
電子繞轉的週期對應於原子發射的光譜頻率,最外層的電子拋出就發射陰極射線。
佩蘭的模型基本已經和核式結構很接近了。
然而他沒有實驗數據,因此無法描繪出原子正電中心的具體大小等性質。
10月22日,德國物理學家萊納德(1905物理諾獎),提出了中性微粒動力子模型。
他認為原子的大部分體積是空無所有的空間,剛性物質只佔據十萬分之一的位置。
他還設想剛性物質就是原子內部正電粒子和負電電子的結合體。
10月28日,扶桑物理學家長岡半太郎,在東京數學物理學會上,提出了“土星模型”結構,並將論文發表在了英國和德國的期刊上。
他在論文裡批判了湯姆遜的棗糕模型,認為正負電不能相互滲透。
他的土星模型認為:原子內部帶正電的核心有電子環轉動。
通俗地說,一個大質量的帶正電的球,外圍有一圈等間隔分佈著的電子以同樣的角速度做圓周運動。
電子的徑向振動發射線光譜,垂直於環面的振動則發射帶光譜。