登陆注册
6276000000010

第10章 玻尔与近代量子物理学的创立

第二次世界大战期间,德国法西斯占领丹麦后,很快把这个国家的一位著名物理学家捏在了他们的手里。这引起了美国总统罗斯福、英国首相丘吉尔的万分焦虑和不安。罗斯福下令谍报机关不惜一切代价把这位物理学家从德国人的手里夺过来。丘吉尔更是亲自部署谋取这位物理学家的秘密行动。1943年10月的一个夜晚,一架没有任何标记的蚊式双引擎飞机把这位物理学家载到了英国北部爱丁堡附近的一个空旷的机场上。他,就是蜚声全球的理论物理学家,近代量子物理学的创始人之一——玻尔。他把经典力学同量子理论结合起来,描述了电子的轨道运动,从而引起了原子理论的革命,也因此获得1922年诺贝尔物理学奖。

玻尔于1885年10月7日出生在丹麦首都哥本哈根的一个富裕的知识分子家庭。这个家庭为他提供了文化教育的一切有利条件。少年时代的玻尔聪明伶俐,爱好广泛。玻尔还在读小学时,他的父亲就唤起了他对物理学的兴趣。上中学时,玻尔的学习成绩开始超过了他的同班同学。

1903年,玻尔顺利地进入哥本哈根大学。在大学里他得到了一位极有独到见解、造诣很深的物理学家克里斯琴森的指导。1905年,玻尔参加丹麦科学院举办的物理学竞赛,荣获了丹麦科学院颁发的金质奖章。

1911年,玻尔毕业于哥本哈根大学。这一年他发表了《金属电子论探讨》的博士论文,文中揭示出金属电子论在当时所遇到的困难,弥补了过去电动力学经典原理的缺陷。这时他在科学界已初露锋芒。

1912年春,玻尔来到曼彻斯特,进入物理学家卢瑟福的实验室。在卢瑟福的支持和帮助下,玻尔致力于原子理论的研究。当时,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,可以解释。粒子通过物质时偶尔所禁受的很大偏折,但这个模型有许多缺陷。玻尔大胆地假设电子的轨道动量是量子化的,而辐射是量子从一个量子轨道跃迁到另一个轨道时发生的,经过大量的实验和严密的推导,他终于证实了这一假设。

1913年,他的原子研究又取得了重大成果。他以《原子和分子的结构》为题,接连发表了三篇论文。在论文中,他提出了两个著名假设,即定态假设与频率法则,从而奠定了这一方面的研究基础。玻尔的论文解释了25年来未能解释的氢原子光谱规律,进一步证明了用分光观察法研究最重要的电学常数是可能的。玻尔的理论还圆满地解释了元素的周期性,他把化学从定性的科学转化为定量的科学,使物理与化学这两门本来互不相关的学科,统一到同一基础上来。

1916午,玻尔在哥本哈根大学建立了理论物理研究所。1918年,玻尔提出量子理论和古典理论之间的对应原理。1922年,他领导的研究所发现了元素周期表上的第七十二号元素——铪。同年,玻尔获诺贝尔物理学奖。两年后,他又同另外两名科学家一起发表了《量子辐射论》的论文。

1927年,德国物理学家海森伯格发现了有名的测不准关系。这引起了玻尔极大的兴趣,他全力以赴,精心研究了测不准关系的全部含义,提出了这种关系的互补性。这种新型的逻辑关系,解决了把作用量子纳入物理学概念框架的问题。玻尔的这一发现,打开了科学领域又一新的局面。接着,玻尔连续进击,解决了把量子力学的数学方法推广到电动力学中去遇到的难题。

科学发展到30年代中期,核物理学成了热门。1936年,玻尔提出了核反应“液滴模型”。1938年至1939年间,玻尔赴美国同爱因斯坦合作,完成了解释原子核裂变现象和裂变碎片具有放射性的实验。不久,他又提示了铀的复杂现象,指出:只有质量数为235的这种稀有同位素才能由慢中子引起裂变;而质量数为238的半度同位素则不能。这种差别仅仅是由于两种同位素含的中子数不同。这一发现,直接提出了解释放出巨大核能的链式反应的可能性。

1912年,玻尔推导出一个新论点——同位素,可卢瑟福却断言他这种推导是错误的,并劝说他放弃这一论点。面对自己的长者和权威,玻尔没有让步,而是以更大的热情,大胆地在前人还没有认识的科学领域里探索。玻尔研究了大量材料,并结合自己的研究成果,对他的新论点给予精确的推论和阐释。很快,同位素论点被实践所证实。

玻尔曾经表示“决不承认”爱因斯坦关于光子的概念,即不承认辐射的空间特征也是量子化的。1925年,鲍吉关于X射线的散射实验直接证实了爱因斯坦关于光子概念的正确性,玻尔得知这一成果后,便毫不犹豫地放弃了自己的错误观点。

玻尔从不以长者和权威去压制他的同事与后辈的创造,而是满腔热情地去帮助他们。玻尔身边聚集着一大批国内外杰出的物理学家。大家各抒己见,畅所欲言。这种氛围被后人称之为“哥本哈根精神”。这是一种独特的、平等自由地讨论和相互紧密地合作的学术气氛。曾经有人问玻尔:“你是怎样把那么多有才华的青年团结在身边的?”玻尔回答说:“因为我不怕在年轻人面前承认自己知识的不足,不怕承认自己是傻瓜。”

同类推荐
  • 重生三国之我是郭嘉

    重生三国之我是郭嘉

    八月,钱塘潮起,曹操在邺城问身旁的郭嘉道:奉孝,我想去江东看潮,你说该怎么办?郭嘉歪着脑袋想了想,答曰:灭掉孙权便是!曹操点了点头,又问:可是,我突然又想吃火锅了,这又该怎么办?郭嘉又歪着脑袋想了半天,答曰:灭掉刘备便是!曹操低下头,暗自纠结了起来:那我究竟是先吃火锅呢,还是先去看潮呢?郭嘉顿时一个踉跄,他看着曹操那张无辜的脸,小心翼翼地问:要不咱们猜丁壳?————————————————————————————————本简介由[重生之郭嘉书友群87763108]提供
  • 极限穿越风暴

    极限穿越风暴

    “汉朝、唐朝、辽金,穿来穿去好累啊。”泽风抱怨,“因为你一直在幻想游戏中啊……”角落里传来一阵声音。什么?!这一场又一场的穿越,竟是一个天大的阴谋。
  • 大唐富商

    大唐富商

    从一个街头摊贩到大唐的富商,他凭借的不过是电视里重播多次的《隋唐演义》。立场坚定站队准确,一路敛财收金,却也知道,再富也要做慈善,不然就等着皇帝大人杀富济贫。为了做一个有钱人,而且是活着的有钱人,陶晋绞尽了脑汁。
  • 天火巨澜(中国近代历史大事详解)

    天火巨澜(中国近代历史大事详解)

    中国历史渊源流长,博大精深,是国人精神底蕴之所在,是民族长盛不衰之根本。认识历史,了解历史,是每一位中国人所必须面对的人生课题。本套丛书浓缩了华夏五千年的风雨历程,以一个全新角度纵览中华民族的辉煌历史。全书以全新史料,记述了上溯古代,下至公元1912年的中国历史进程。内容涵盖政治、经济、军事、科技、文化、艺术、外交、法律、宗教、民俗等方方面面。内容详实,存真去伪。并由历史国学权威学者、专家最终审定。
  • 我28

    我28

    2015年我28岁,告别青春的最后一年。这个年龄写自传虽然是虚构但还是会得罪很多人。我们无法预测下一刻将会遇到怎样的天灾人祸,珍惜现在活在当下。我并不希望人们能记住我,我写的东西只希望给不认识我的人看,永远都找不到我的人看。这样我才会比较安全。写字是一件非常累人的工作,这都写一个月了,才区区几万个字。那些专业作家,随随便便就能写几十万字,还有那么高的艺术价值,他们真的不容易。以后我不会再写自传式的文字,甚至以后我不再写字。我是个很单纯的人,写字会让别人把我想的很复杂。如果有天我还要用文字来表达过去,那么一定是在我60岁退休后。也许我会活到那一天。
热门推荐
  • 阴婚之悍妻不可宠

    阴婚之悍妻不可宠

    未婚夫为情自杀,地下千年老鬼占据其身。凡人周奇,因一场阴谋,身陷鬼界战乱。缘分的羁绊中,拨开真假的云雾,对准自己的竟然是他的刀剑。她遇鬼杀鬼,遇魔除魔,一把快刀笑傲江湖,却对这张脸手下留情。五年之别,生死两忘,别来无恙。
  • TFBOYS之逗比别跑

    TFBOYS之逗比别跑

    爆笑来袭!从美国留学回来的她,竟是······在机场遭遇TFBOYS,大闹机场!TFBOYS是啥米?可以吃嘛?!四叶草和草饭神马的放马过来吧!作者大大会努力加油哒!
  • 曹禺剧作论

    曹禺剧作论

    《曹禺剧作论》是国内全面、系统研究曹禺剧作的第一部专著,而且观点鲜明,分析细腻深刻,颇有独到之处。是田本相先生多年研究工作的结晶。其中某些篇章在刊物上单独发表时,就获得同行的好评。《曹禺剧作论》的出版,是新时期中国现代文学、戏剧研究领域的一个可贵的收获。作者对曹禺剧作研究有年,功力较深,故而在本书中显示了自己的特色.
  • 王源,因为遇见你

    王源,因为遇见你

    <王源x冷沐瞳>“老婆,今天又有人给我传纸条了,你看怎么办?”“敢理她……你就死定了!”“那,今天又有人给你传纸条了。”“送给你,学着点,以后多给我写几封。”<千玺x尚瑶瑶>“老公,人家最近好缺钱的啦~薯片都只能吃一包了~”“要钱没有,要爱有很多!”“快把钱交出来!人家老公钱都是给老婆保管的!”“猴子都还没蹦出来,急什么,蹦出猴子了,全部身家都是你的”“走走走,努力!造猴子!”<王俊凯x路人甲>(女方暂时未定,后期出场)“老公老公,我看上那个包包了。”“宝宝你刷卡就行,密码还是你生日”“老公老公,我穿这条裙子好看吗?”“好看,我家宝宝穿什么都好看”
  • 只需一个回头便会恋上你

    只需一个回头便会恋上你

    【因本人并未好好思考便开始写文,导致大部分文章严重偏离轨道,所以重新写了一篇文,人物不变。因为住宿关系,更新会慢,请谅解。并且就算更新慢,只要本人不是意外挂了,或是扣扣被盗,开不了号。或是什么原因。定不会轻易弃文。】
  • 神女归来:若爱成荒

    神女归来:若爱成荒

    西元大陆长者曾预言,新生的黎明女神将降生在清月国!可惜,迄今为止,没有任何征兆显示。她,伊袖月,伊府嫡女,命定的黎明女神,是小透明,也是穿越者。自小没有灵术根基,被家族所耻笑,但却拥有父亲兄长的爱护。只是,袖月并不知自己是所谓的黎明女神,一系列的变故打击和伤害,她坠入了魔道!在天地即将失去最后一丝光线的时,她该如何选择,是永沦魔道还是开启黎明?如果她偏执选择报复,则世界又会如何?当初那个将自己引入魔道的人以及给自己一个容身之处的魔道,真的是邪道不可走吗?看到最后,谁才是真心相待的人?她很想要一切由心而发,可是她的心,早就献给了那个老者,冰封在雪山之巅。面对天地黑暗,她的心还能融化温热么?
  • 回路酒店

    回路酒店

    一个背负秘密的悲情女子,只身前往异乡寻求新生,不料与一座酒店结下不解羁绊。不断追赶自己的过去,纠缠的情感纷争,凶险的职场争斗,还有掩藏在诡秘酒店里的黑暗秘密,共同交织出一段惊世都市传奇。浮华酒店之下,人心险恶,各怀鬼胎,谁能幸存?华墙背后的血色阴谋,谁能洞察?敬请关注都市悬疑作品——《回路酒店》。
  • 六侍

    六侍

    生命是这世间最复杂的东西,有多少诗人高歌赞叹,又被多少豪雄唾弃。曾经有个女人,被人载入史册。我们不知她从何而来,亦不知她何时消失。只知这眼前的一砖一瓦,一草一木,皆是其所造。人们偏爱“六”这个神圣数字,因为被载入史册的神女脱口而出的第一个字便是“六”。
  • 阴间天子

    阴间天子

    一不小心成了一个奶娃娃的老公,啥,还得做功德,我的个
  • 少年吉恩

    少年吉恩

    巨龙因何而生?世界因何而灭?古树下缘起缘灭,是不期而遇的偶然还是宿命注定的必然?纪元中巨龙登顶,是自然进化的选择还是别有用心的安排?践踏世界规则,挑战主宰意志,终结巨龙时代,成就不朽神道,只为她能安眠于永夜。作者按:这部短篇小说作为上古世纪系列前传,时间轴在上古世纪龙之纪元之前。更多精彩情节请关注《上古世纪龙之纪元》。