第272章 年少曾许凌云志!玻尔模型天下知!(第2页)
按照麦克斯韦方程组计算,电子带电,所以加速运动会导致电场发生变化。
而变化的电场又会激发出变化的磁场。
变化的磁场又反过来激发出变化的电场。
电场和磁场不断交替,电子的能量就以电磁波的形式向外辐射。
最终,因为能量损失,电子失去稳定性,轨道半径不断缩小,坠入原子核中。
且上述过程会在极短的时间内就完成。
按照布鲁斯的行星模型,原子是不稳定的,无法存在,这显然与事实不符。
第二部分,玻尔提出了自己的理论,对行星模型进行改造。
他首先提出了电子的【稳定态轨道】概念。
认为行星模型中电子的轨道不是任意连续的,而是只能在特定的轨道上做圆周运动。
即电子的轨道是量子化的。
为此,他引用了凯斯教授关于电子角动量的论文。
电子角动量的量子化,证明了轨道量子化的合理性。
接着,玻尔提出【轨道量子数】的概念,他用字母【n】来表示。
即如果一个原子中的电子只有一个稳定态轨道,则它的轨道量子数就是1,也就是n=1。
n只能为大于1的正整数。
在每个轨道上,电子都有自己特定数值的轨道能量。
玻尔把电子的轨道能量数值称为【能级】,用【en】表示,其中n代表是第几轨道。
即能级是轨道具有的能量大小的概念,而不是指轨道本身这个概念。
此外,n=1时,电子具有最低的能级,这种【状态】称为电子的【基态】。
而电子处在其他能级则称为电子的【激发态】。
n的数值越大,电子的能级越高。
不同原子中的电子,其基态和激发态的能级各不相同。
论文以【氢原子】为例,计算了电子各能级的大小,以及相应的轨道半径。
其中基态的能级为【-13.6电子伏特】,也记为【-13.6ev】。
(【ev】是能量单位,e表示电子,v是电压。)
(这个单位表示一个电子在通过1v的电势差后,所获得的动能。)
(这个能量单位相比焦耳,非常非常小,专门用来表示原子层面的能量。)
(注意ev前面有个【-】负号,所以数字越大,能量数值越小,最外层电子的能量是0。)
(电子的能级为负,是因为电子本身的动能,小于电子与原子核组成系统的电势能的绝对值。)
(而电势能是负值,所以电子的总能量等于动能加电势能,是负值。)
接着,玻尔通过理论计算,证明了其他能级的大小,等于基态能级除以轨道量子数的平方,即e\/n2。
比如n=2时,能级为(-13.6ev\/4=-3.4ev)。
然后,玻尔还计算了电子在基态时,其轨道半径的大小。
而其他能级的轨道半径,等于基态的轨道半径乘以n2。
比如如果基态的轨道半径是2,则n=2时的轨道半径是2x4=8。
至此,玻尔在论文中建立了量子化的原子模型,其核心就是量子化的电子轨道。
(注意,此时玻尔在论文中没有提出【电子跃迁】的概念。)
论文一经发表,瞬间在物理学界引起了超级地震。
轰!
所有物理学领域的人,都被玻尔的这篇论文震惊的说不出话来。
这一刻,全世界所有的物理学家都在反复阅读玻尔的论文。
“哦,我的上帝啊,这篇论文简直颠覆了我的认知。”
“可怕的玻尔,电子的轨道量子化,这个想法实在是太天才了。”
“这是量子论的又一次伟大胜利。”
“玻尔,就是那个年轻时号称要推翻布鲁斯的小伙子嘛,他竟然真的做到了。”
“布鲁斯推翻了他的导师,现在他又被自己的学生推翻了,这简直可以成为物理学的传奇了。”
“哈哈哈,布鲁斯竟然也有被别人
否定的一天,真是稀罕啊。”
“继汤姆逊枣糕模型,布鲁斯行星模型之后,现在又出来一个玻尔模型了。”
玻尔在论文中提出的量子化原子模型,在很短时间内,就被物理学家们简称为玻尔模型。
这体现出该理论带给所有人的震撼。
美国,芝加哥大学。
迈克尔逊、密立根、哈勃,三人在办公室内聊天。
迈克尔逊的办公桌子上,带有玻尔论文的《自然》期刊已经卷边了,显然它被翻阅了很多次。
迈克尔逊长叹一声,“哎,想不到啊,当初那个看起来愣头愣脑的小子,经过布鲁斯的调教,竟然成长到了这一步。”
“我还清楚地记得,他在第一届布鲁斯会议上当记录员的情形。”
“那时,他虽然看起来很机灵,但还是个毛头小子。”
“这才多短的时间啊。”
“我都分不清到底是他本身就是天才,还是布鲁斯的教育方法太厉害。”
“他应该是首个证明布鲁斯错误之处的人吧。”
“真是后生可畏啊。”
密立根听完后止不住地点头。
他当年也是通过实验,验证光电效应的青年才俊。
但是和玻尔一比,差距就有点大了。
而且他今年已经43岁了,从年龄看已经步入下坡路。
和玻尔这种生猛的后辈相比,他除了论文看的比较多外,就没有任何优势了。
“布鲁斯真是太可怕了。”
“他自己是绝顶天才也就算了,没想到随便招收的博士生,也是超级天才。”
“他要是美国人那该多好啊。”
这时,两位美国物理学界的大佬齐齐看向哈勃。
哈勃突然感受到莫名的压力。