开始了玻尔的科学发现之旅

发布时间：2023-08-22 10:30:44 所属栏目：外闻来源：互联网

导读： 　　当年轻的科学家尼尔斯‧玻尔能够取得奖学金并前往偏远之地继续他的物理学研究时，他便知道了他一直想要追求的目标——与伟大的人物汤姆森一起工作以进一步探究原子的奥

　　当年轻的科学家尼尔斯‧玻尔能够取得奖学金并前往偏远之地继续他的物理学研究时，他便知道了他一直想要追求的目标——与伟大的人物汤姆森一起工作以进一步探究原子的奥秘。所以，1911年，玻尔来到了剑桥大学，身上带着一本狄更斯(Dickens)的《匹克威克外传》和一本词典，试图提高自己有限的英语水平。事实上，他的计划并不顺利。玻尔第一次与汤姆森见面，就指出这位伟人的一本书里存在一处运算错误。玻尔没有得到他预想的与汤姆森合作的机会，甚至鲜有机会见到这位当时的剑桥物理之星。在大部分时间里，他只能做他最不喜欢的事--实验。

　　1911年底，两次与欧内斯特·卢瑟福(Emest Rutherford)的偶遇改变了玻尔的命运，并为量子理论的发展奠定了基础。一次，玻尔去曼彻斯特拜访朋友的时候与卢瑟福偶遇;一次，玻尔参加剑桥大桥举办的有十道主菜的晚宴上与卢瑟福偶遇。新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福给玻尔留下了深刻印象。但当时的卢瑟福还在曼彻斯特大学工作，他正努力尝试推翻梅子布丁模型这一说法。他认为原子的大部分质量应集中在带正电荷的部分，该部分位于原子中心的一个小小的核上。与汤姆森相比，为卢瑟福打工对玻尔来说更具可能性，所以玻尔马上动身去了曼彻斯特这座非常多元化的城市。

　　在那里，玻尔将自己的想法整合起来，形成了量子原子的基本原理。我们假设，将维持行星秩序的万有引力进行替换，替换为带正电的原子核与带负电的电子核之间的电磁引力。那么，质量较大的原子核和一群质量较小的环绕其外的电子就与太阳系示意图几乎相近，它们在形式上是相似的。尽管在当时，有不少人用太阳系示意图来示意原子，但在实际上，这幅图存在一个缺陷。如果电子绕原子核运动，它就会释放能量并最终陷人中心(原子核)，因为运动中的电荷会释放能量(电子如想保持在轨道内运行，就必须作加速运动)。如果我们假设电子固定在一个位置不动则更不靠谱，因为根本不存在电子不动这样的稳定结构。这给玻尔提出了一个巨大的挑战。

　　一些实验报告表明，原子在加热后会释放出不同能量的光子。玻尔受这些实验报告的启发，提出了一些大胆的猜想。他判定，电子可以处在固定的轨道内运动--我们只需将电子的运行轨道固定，如同固定铁路轨道一样，而不是卫星那种可变轨道。如电子想在两条轨道间移动，就需要一个定量的能量，相当于吸收或释放光子。这样，不仅光“被量子化”，原子结构也“被量子化”了。如此，电子只能从一个轨道跃迁到另一个轨道。换句话说，光子的运动方向是不确定的，因此，光子的速度也是不确定的。这就是光速不变原理。

（编辑：上海站长网）

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