第269章 行星模型的缺陷!玻尔理论的困难!(第2页)
类比太阳系,原子核就是太阳,而电子就是地球这样的行星。
但是这个模型有两个问题无法解释,或者说是两个缺陷。
第一,行星模型不稳定。
按照麦克斯韦电磁理论,电子在围绕原子核做圆周运动时,会释放出电磁辐射(即辐射能量),从而导致电子坠入原子核。
但是目前的所有实验都没有观察到这种现象。
这说明电子的运行是稳定的,但行星模型解释不了。
第二,
李奇维在行星模型中,没有说明电子在原子核外是如何排列的。
电子是像太阳系一样,每个电子占据一个轨道;还是各自杂乱无章随机分布。
这些,行星模型都没有说明,也无法解释。
当然,李奇维发表行星模型时,索迪的改进元素周期表还没有发表。
但是直到现在,索迪也没有解释电子是如何排列的。
对于第二个问题,玻尔丝毫没有头绪。
但是对于第一个问题,玻尔已经有了想法。
(真实历史上,玻尔是先解决了第一个问题,十年后才解决了第二个问题。)
玻尔的思考很复杂。
电子落入原子核是经典力学和经典电磁学的必然结果。
只要人们相信经典物理学在原子尺度上依然是正确的,那么原子结构必然会坍塌。
而行星模型又是李奇维提出的,他是玻尔的导师。
玻尔必须要在经典物理学和自己的导师之间做出抉择。
要么是经典物理学错了,要么是自己的导师错了。
但玻尔对于李奇维的尊敬是发自骨子里的。
不到万不得已的时候,他是绝对不会认为导师错了。
但经典物理学也不能轻易否定。
玻尔又想到了李奇维的谆谆教诲和美国之行的见闻。
经典物理学没有过时!不应该被抛弃!
它还有太多的秘密等待挖掘!
因此,玻尔做了一个大胆的猜测。
经典物理学和导师的理论都没有错!
只不过二者之间需要一架桥梁连接。
而桥梁就是布鲁斯导师的量子概念。
玻尔认为经典物理学只是在微观尺度上,有些结论不适用而已。
但他依然保留了【轨道】这个经典力学的概念。
玻尔认为想要解释原子为什么不坍塌,那就假设电子只要处在某些特定的轨道上,就不会释放电磁辐射。
他把这些特定的轨道,称为电子的【稳定态轨道】。
玻尔认为,电子在原子核外的轨道,不能像经典物理学那样,可以在任意轨道上运动。
电子有自己的稳定态轨道,而且不连续,也就是所谓的电子轨道量子化。
举个形象的例子。
太阳系内的地球绕着太阳运动,从经典物理学的角度看,地球到太阳的距离可以是任意数值。
但是按照玻尔的理论,地球只能待在现在的轨道上,不能存在其它轨道上。
这就有点匪夷所思了。
这就是玻尔的稳定态轨道假设。
他吸收了经典物理学的轨道概念,和布鲁斯导师的行星模型概念,最后用量子概念整合在一起。
真实历史上,这就是为什么称为旧量子论的原因。
因为玻尔太尊师重道,不管是对卢瑟福,还是对李奇维。
所以玻尔不敢太大胆,只迈出了半步,他保留了轨道的概念。
而后来量子力学则证明,电子的运动和经典物理学的轨道毫无关系。
无论怎么说,玻尔都是量子力学承上启下的人物。
没有他的旧量子论,也不会有后来的量子力学。
但是现在玻尔郁闷的原因就在此,他的稳定态轨道假设毫无道理,没法说服人。
别人问:玻尔,为什么电子存在所谓的稳定态轨道?
玻尔回:因为电子在这些轨道上不会辐射能量。
别人再问:那为什么电子在这些轨道上不会辐射能量?
玻尔再回:因为电子在稳定态轨道上。
别人:x&%¥#@。
这是一个无解的循环论证问题,玻尔也知道它没有什么说服力。
当然,玻尔也可以牛逼哄哄地说:不要问为什么,接受就好,爱信不信。
后期的量子力学就是如此,别问,问就是我也不知道。