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玻尔为什么对行星模型不满意?

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:玻尔为什么会对行星模型不满意呢?电子的能量被电磁波带走后,电子的轨道也会越转越小,最后坠毁在原子核上玻尔从普朗克那里获得了灵感,冒出了一个绝妙的想法。玻尔想,既然能量可以不连续,那电子的轨道半径也可以是不连续的呀,这就叫作“量子化”。

玻尔为什么对行星模型不满意?

可是,卢瑟福却不知道,自己的实验室中有一位年轻帅气的博士后小伙子对导师的这个模型很不以为然,只是嘴上不说而已。这位来自丹麦的小伙子就是科学史上大名鼎鼎的玻尔,但当时的玻尔还只是一位27岁的小伙子,江湖上还没有他的名号。

玻尔为什么会对行星模型不满意呢?原来,如果按照当时科学界公认的经典电磁理论,电子就应该坠毁在原子核上。这是因为电学实验表明,环形的电流就一定会产生电磁波,而电磁波会带走能量,而电流就是电子的运动,所以,如果电子是绕着原子核在转圈圈,那也一定会辐射出电磁波。

这就好像人造卫星太空轨道上运行,因为气体分子会对卫星的运动造成阻力,于是卫星就会损失能量,运行速度越来越慢,然后就会一圈比一圈转得小,最后一定会掉进大气层烧毁。我国的“天宫一号”空间站就是这样坠毁在了南太平洋

对于原子内部,道理也是类似的。电子的能量被电磁波带走后,按理说,电子的轨道也会越转越小,最后坠毁在原子核上。可是我们都知道,这样的事情根本没有发生,原子历经了千年万代也还是好端端的。所以说,要么是原子的行星模型错了,要么就是经典电磁理论错了。

电子的能量被电磁波带走后,电子的轨道也会越转越小,最后坠毁在原子核上(www.xing528.com)

玻尔从普朗克那里获得了灵感,冒出了一个绝妙的想法。还记得吗?我们上一章说过,普朗克提出能量是不连续的,有一个最小单位。玻尔想,既然能量可以不连续,那电子的轨道半径也可以是不连续的呀,这就叫作“量子化”。这个想法对于当时的物理学界来说,是一个非常怪异的想法。

为什么怪异呢?这就好比玻尔给原子周围的空间规定出了高速公路,就好像是北京市的环线,电子就好比是一辆车,只能在环线上开。电子可以从二环突然跳到三环,或者从三环突然跳到二环,但是,它不可能在环线与环线之间运动,因为那里根本没有路。

电子的运行轨道是不连续的

电子的运行轨道是一环一环的,而且从这一环跳到另外一环是不需要经过任何空间的,这听上去很有趣,可凭什么空无一物的空间会被分割成一个个环呢?电子又怎么可能做到瞬移呢?对于当时大多数的物理学家来说,这个想法纯属异想天开。

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