第五百五十九章 玻尔的三部曲(第2/3页)

玻尔说:“事实上我只是代替卢瑟福先生参加,但相对论的一些观点确实蛮有意思。”

李谕看着手提箱问道:“你写的论文?”

“只是初稿,我发现了一个非常震惊的事情,或许可以解释困扰人们多年的原子稳定性问题,”玻尔滔滔不绝地说起来,“经典的物理学规律不可能应用于微观原子层面,如果可以像普朗克、爱因斯坦还有李谕先生您一样,把眼光放到量子上,然后建立一种新理论,一种与经典的物理学规律不同的理论,似乎就能够完美解决原子稳定性问题。”

李谕马上明白了,手提箱里的就是玻尔这两年在研究的能级理论,——奠定二十世纪初量子力学根基的重要基石。

李谕问道:“听起来,你还有一些难以解决的问题?”

“是的,”玻尔毫不避讳,“我已经与卢瑟福教授讨论过几次,如果能从您这再获得一些启示就太好了。”

李谕说:“请讲。”

玻尔拿出自己的一些手稿:“我在色散问题方面取得了一些进展。但在这一过程中遇到了起源于其体系不稳定性的严重困难,这种困难使我无法将计算进行到所希望的程度。”

李谕看了看他的手稿,说道:“你的数学基础很不错嘛。”

玻尔说:“可我试过许多方法,还是无法找到如何把量子概念结合到卢瑟福模型中去的金钥匙。”

玻尔已非常接近能级理论,目前只是遇到了一些数学上的小问题。

李谕一眼就能看出问题所在,于是说道:“玻尔先生,你的原子结构理论能不能解释原子的某些光谱公式?”

玻尔一愣,说道:“我从来没有考虑过这个问题,光谱如此复杂,恐怕我的原子结构模型没有希望。”

李谕说:“光谱并不复杂,里面存在规律,而且已经有人总结了出来,称为巴尔末公式。”

李谕在一张空白纸上写下了巴尔末公式,公式非常简单。

二十世纪初物理学四大难题中,有一个就是氢原子光谱问题,应该也是第一个提出来的。

恰巧一个叫做巴尔末的瑞士数学家当时正苦于没什么难题研究,感觉非常没意思。

一个大学物理教授于是对他说:“氢原子光谱,了解一下!”

没想到巴尔末数学天分非常高,仅仅两周后,就给出了巴尔末公式,总结得还相当好。

不过这个公式很显然是经验公式,巴尔末靠数学直觉凑出来的。至于为什么符合得这么好,他自己也不知道。

玻尔这种级别的大师,随便一点就够。

他看到巴尔末公式,直接打了个冷战,放下手中的红茶,颤抖着拿起那张纸,几分钟后喃喃道:“清楚了,所有问题对我而言都清楚了!”

巴尔末公式(在章末评论区会列出来)不仅对氢原子光谱总结得很好,还有个最大的特点:只能取正整数。

一提到“正整数”“不连续”这种字眼,就和量子理论有千丝万缕的联系。

玻尔拿起笔,立刻卡卡一顿算。

李谕则好整以暇地在旁边喝茶吃点心,继续阅读《福尔摩斯探案集》。

大约一个多小时后,玻尔高兴道:“我推导出巴尔末公式了!”

实际上巴尔末公式只是玻尔能级公式的一种特例情况。

然后他兴奋地说:“基于公式,我有一个大胆想法,原子内部只能释放特定能级的能量,说明电子只能在特定的势能位置之间转换。

“也就是说,电子只能按照某些特定轨道运行。这些轨道必须符合一定的势能条件,从而使电子在这些轨道之间跃迁时,释放特定能级的能量,并符合巴耳末公式。

“在这一过程中,电子释放或吸收的能量,有能级之分,就像上下楼梯的台阶,必须具有一定的高度差别,而不能像经典理论假设的那样是连续而任意的。”

玻尔已然触及问题核心。

李谕说:“如此崭新的物理理论,希望卢瑟福教授会给你签字。”

目前想要发论文,大都需要导师签字。

——后世已经没有这种硬性要求。投稿后,杂志社自己会找人审稿。

玻尔说:“卢瑟福先生一直支持我的研究,他一定会同意的。”

李谕笑道:“卢瑟福先生两年前刚刚推出行星模型,你立刻就将其推翻。”

玻尔也有点不好意思:“但卢瑟福先生也爱真理。”

李谕说:“还有一件事我要提醒你,将量子理论与经典力学混合在一起,会引起很大的波澜,必然有许多人反对。另外,你的假设中存在一个问题,或许你自己也意识到了,那就是当电子从一个稳定态过渡到另一个稳定态时,它将以什么频率来振动?在经典理论看来,你似乎必须假设电子事先就知道它将在什么地方停下来。”