第269章 行星模型的缺陷!玻爾理論的困難!(第2頁)
類比太陽系,原子核就是太陽,而電子就是地球這樣的行星。
但是這個模型有兩個問題無法解釋,或者說是兩個缺陷。
第一,行星模型不穩定。
按照麥克斯韋電磁理論,電子在圍繞原子核做圓周運動時,會釋放出電磁輻射(即輻射能量),從而導致電子墜入原子核。
但是目前的所有實驗都沒有觀察到這種現象。
這說明電子的運行是穩定的,但行星模型解釋不了。
第二,李奇維在行星模型中,沒有說明電子在原子核外是如何排列的。
電子是像太陽系一樣,每個電子佔據一個軌道;還是各自雜亂無章隨機分佈。
這些,行星模型都沒有說明,也無法解釋。
當然,李奇維發表行星模型時,索迪的改進元素週期表還沒有發表。
但是直到現在,索迪也沒有解釋電子是如何排列的。
對於第二個問題,玻爾絲毫沒有頭緒。
但是對於第一個問題,玻爾已經有了想法。
(真實歷史上,玻爾是先解決了第一個問題,十年後才解決了第二個問題。)
玻爾的思考很複雜。
電子落入原子核是經典力學和經典電磁學的必然結果。
只要人們相信經典物理學在原子尺度上依然是正確的,那麼原子結構必然會坍塌。
而行星模型又是李奇維提出的,他是玻爾的導師。
玻爾必須要在經典物理學和自己的導師之間做出抉擇。
要麼是經典物理學錯了,要麼是自己的導師錯了。
但玻爾對於李奇維的尊敬是發自骨子裡的。
不到萬不得已的時候,他是絕對不會認為導師錯了。
但經典物理學也不能輕易否定。
玻爾又想到了李奇維的諄諄教誨和美國之行的見聞。
經典物理學沒有過時!不應該被拋棄!
它還有太多的秘密等待挖掘!
因此,玻爾做了一個大膽的猜測。
經典物理學和導師的理論都沒有錯!
只不過二者之間需要一架橋樑連接。
而橋樑就是布魯斯導師的量子概念。
玻爾認為經典物理學只是在微觀尺度上,有些結論不適用而已。
但他依然保留了【軌道】這個經典力學的概念。
玻爾認為想要解釋原子為什麼不坍塌,那就假設電子只要處在某些特定的軌道上,就不會釋放電磁輻射。
他把這些特定的軌道,稱為電子的【穩定態軌道】。
玻爾認為,電子在原子核外的軌道,不能像經典物理學那樣,可以在任意軌道上運動。
電子有自己的穩定態軌道,而且不連續,也就是所謂的電子軌道量子化。
舉個形象的例子。
太陽系內的地球繞著太陽運動,從經典物理學的角度看,地球到太陽的距離可以是任意數值。
但是按照玻爾的理論,地球只能待在現在的軌道上,不能存在其它軌道上。
這就有點匪夷所思了。
這就是玻爾的穩定態軌道假設。
他吸收了經典物理學的軌道概念,和布魯斯導師的行星模型概念,最後用量子概念整合在一起。
真實歷史上,這就是為什麼稱為舊量子論的原因。
因為玻爾太尊師重道,不管是對盧瑟福,還是對李奇維。
所以玻爾不敢太大膽,只邁出了半步,他保留了軌道的概念。
而後來量子力學則證明,電子的運動和經典物理學的軌道毫無關係。
無論怎麼說,玻爾都是量子力學承上啟下的人物。
沒有他的舊量子論,也不會有後來的量子力學。
但是現在玻爾鬱悶的原因就在此,他的穩定態軌道假設毫無道理,沒法說服人。
別人問:玻爾,為什麼電子存在所謂的穩定態軌道?
玻爾回:因為電子在這些軌道上不會輻射能量。
別人再問:那為什麼電子在這些軌道上不會輻射能量?
玻爾再回:因為電子在穩定態軌道上。
別人:x&%¥#@。
這是一個無解的循環論證問題,玻爾也知道它沒有什麼說服力。
當然,玻爾也可以牛逼哄哄地說:不要問為什麼,接受就好,愛信不信。
後期的量子力學就是如此,別問,問就是我也不知道。