第272章 年少曾許凌雲志!玻爾模型天下知!(第2頁)
按照麥克斯韋方程組計算,電子帶電,所以加速運動會導致電場發生變化。
而變化的電場又會激發出變化的磁場。
變化的磁場又反過來激發出變化的電場。
電場和磁場不斷交替,電子的能量就以電磁波的形式向外輻射。
最終,因為能量損失,電子失去穩定性,軌道半徑不斷縮小,墜入原子核中。
且上述過程會在極短的時間內就完成。
按照布魯斯的行星模型,原子是不穩定的,無法存在,這顯然與事實不符。
第二部分,玻爾提出了自己的理論,對行星模型進行改造。
他首先提出了電子的【穩定態軌道】概念。
認為行星模型中電子的軌道不是任意連續的,而是隻能在特定的軌道上做圓周運動。
即電子的軌道是量子化的。
為此,他引用了凱斯教授關於電子角動量的論文。
電子角動量的量子化,證明了軌道量子化的合理性。
接著,玻爾提出【軌道量子數】的概念,他用字母【n】來表示。
即如果一個原子中的電子只有一個穩定態軌道,則它的軌道量子數就是1,也就是n=1。
n只能為大於1的正整數。
在每個軌道上,電子都有自己特定數值的軌道能量。
玻爾把電子的軌道能量數值稱為【能級】,用【en】表示,其中n代表是第幾軌道。
即能級是軌道具有的能量大小的概念,而不是指軌道本身這個概念。
此外,n=1時,電子具有最低的能級,這種【狀態】稱為電子的【基態】。
而電子處在其他能級則稱為電子的【激發態】。
n的數值越大,電子的能級越高。
不同原子中的電子,其基態和激發態的能級各不相同。
論文以【氫原子】為例,計算了電子各能級的大小,以及相應的軌道半徑。
其中基態的能級為【-13.6電子伏特】,也記為【-13.6ev】。
(【ev】是能量單位,e表示電子,v是電壓。)
(這個單位表示一個電子在通過1v的電勢差後,所獲得的動能。)
(這個能量單位相比焦耳,非常非常小,專門用來表示原子層面的能量。)
(注意ev前面有個【-】負號,所以數字越大,能量數值越小,最外層電子的能量是0。)
(電子的能級為負,是因為電子本身的動能,小於電子與原子核組成系統的電勢能的絕對值。)
(而電勢能是負值,所以電子的總能量等於動能加電勢能,是負值。)
接著,玻爾通過理論計算,證明了其他能級的大小,等於基態能級除以軌道量子數的平方,即e\/n2。
比如n=2時,能級為(-13.6ev\/4=-3.4ev)。
然後,玻爾還計算了電子在基態時,其軌道半徑的大小。
而其他能級的軌道半徑,等於基態的軌道半徑乘以n2。
比如如果基態的軌道半徑是2,則n=2時的軌道半徑是2x4=8。
至此,玻爾在論文中建立了量子化的原子模型,其核心就是量子化的電子軌道。
(注意,此時玻爾在論文中沒有提出【電子躍遷】的概念。)
論文一經發表,瞬間在物理學界引起了超級地震。
轟!
所有物理學領域的人,都被玻爾的這篇論文震驚的說不出話來。
這一刻,全世界所有的物理學家都在反覆閱讀玻爾的論文。
“哦,我的上帝啊,這篇論文簡直顛覆了我的認知。”
“可怕的玻爾,電子的軌道量子化,這個想法實在是太天才了。”
“這是量子論的又一次偉大勝利。”
“玻爾,就是那個年輕時號稱要推翻布魯斯的小夥子嘛,他竟然真的做到了。”
“布魯斯推翻了他的導師,現在他又被自己的學生推翻了,這簡直可以成為物理學的傳奇了。”
“哈哈哈,布魯斯竟然也有被別人否定的一天,真是稀罕啊。”
“繼湯姆遜棗糕模型,布魯斯行星模型之後,現在又出來一個玻爾模型了。”
玻爾在論文中提出的量子化原子模型,在很短時間內,就被物理學家們簡稱為玻爾模型。
這體現出該理論帶給所有人的震撼。
美國,芝加哥大學。
邁克爾遜、密立根、哈勃,三人在辦公室內聊天。
邁克爾遜的辦公桌子上,帶有玻爾論文的《自然》期刊已經卷邊了,顯然它被翻閱了很多次。
邁克爾遜長嘆一聲,“哎,想不到啊,當初那個看起來愣頭愣腦的小子,經過布魯斯的調教,竟然成長到了這一步。”
“我還清楚地記得,他在第一屆布魯斯會議上當記錄員的情形。”
“那時,他雖然看起來很機靈,但還是個毛頭小子。”
“這才多短的時間啊。”
“我都分不清到底是他本身就是天才,還是布魯斯的教育方法太厲害。”
“他應該是首個證明布魯斯錯誤之處的人吧。”
“真是後生可畏啊。”
密立根聽完後止不住地點頭。
他當年也是通過實驗,驗證光電效應的青年才俊。
但是和玻爾一比,差距就有點大了。
而且他今年已經43歲了,從年齡看已經步入下坡路。
和玻爾這種生猛的後輩相比,他除了論文看的比較多外,就沒有任何優勢了。
“布魯斯真是太可怕了。”
“他自己是絕頂天才也就算了,沒想到隨便招收的博士生,也是超級天才。”
“他要是美國人那該多好啊。”
這時,兩位美國物理學界的大佬齊齊看向哈勃。
哈勃突然感受到莫名的壓力。