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逆流之我是学霸

089章 X射线受轻元素散射的量子理论

逆流之我是学霸 术小城 2171 2020-11-07 07:03:00

  “李,我想让你看看我的论文。”

  亚瑟·康普顿打开公牍包,取出一沓手稿。

  李康平接过手稿快速阅读。

  亚瑟·康普顿的这篇论文名为《X射线受轻元素散射的量子理论》。

  “从量子理论的看法看,可以假设:任一特殊的X射线量子不是被辐射器中所有电子散射,而是把它的全部能量耗于某个特殊的电子,这电子转过来又将射线向某一特殊的偏向散射,这个偏向与入射束成某个角度。辐射量子路径的弯折引起动量发生变化。结果,散射电子以一即是X射线动量变化的动量反冲……”

  “……散射射线的能量即是入射射线的能量减去散射电子反冲的动能。由于散射射线应是一完整的量子,其频率也将和能量同比例的减小。因此,凭据量子理论,我们可以期待散射射线的波长比入射射线大。散射辐射的强度在原始X射线的前进偏向要比反偏向大,正如实验测得的那样。实验设计及实验结果如下……”

  康普顿在论文里画出了实验设计图,并罗列了主要的实验数据。

  李康平一边看论文一边说:“亚瑟,你的实验看上去不错。”

  康普顿解释道:“我特制了一台X射线分光仪,X射线管也是我自己设计和吹制的。管子的靶和石墨散射器靠的很近,丈量用的可调象限静电计是我和卡尔一起改装的,这些措施大大提高了X射线散射实验的检测灵敏度,所以我获得了这组实验数据。”

  亚瑟·康普顿提到的卡尔是他的哥哥卡尔·康普顿,看起来亲兄弟一同上阵了。

  “美妙的实验,相当美妙。”

  李康平赞美道,遂继续读论文。

  “凭据能量守恒和动量守恒,考虑到相对论效应,得散射波长为:Δλ=(2h/mc)sin^2(1/2θ)。其中Δλ为入射波长λ0与散射波长λθ之差,h为普朗克常数,c为光速,m为电子的静止质量,θ为散射角。”

  “K.P.李于1921年2月在《物理评论》上发表了《黑体辐射和光量子》,他在文中指出:从光量子理论的看法来看,干预干与现象可以与光原子的荟萃联系起来,这些光原子不是相互独立的,而是相干的。”

  “我认为K.P.李的看法应该是建设的。而且,我视察到波长变换可以借助于光量子理论,且通过守恒定律来解释:这种密切的数字切合似乎意味着,我们应该把散射历程看成一种量子现象,而非经典定律。”

  亚瑟·康普顿写文的口吻比力温和,他频繁使用“应该”、“似乎”、“可能”、“或许可以期待”等字眼。

  李康平看懂了,这篇《X射线受轻元素散射的量子理论》其实就是康普顿效应。

  康普顿效应----量子力学永远的神之一。

  物质波-----量子力学另一个永远的神。

  康普顿效应、物质波是一伙的,所以李康平无条件支持康普顿的《X射线受轻元素散射的量子理论》。

  李康平兴奋的大叫大叫:“亚瑟,你做了一项了不起的实验,你提出了一个伟大的学术看法!没错,我们应该把散射历程看成一种量子现象!光量子学说毫无疑问是正确的!我太开心了,亚瑟,我为你感应骄傲!嘿,房间里有酒吗,我想喝酒!”

  “李,别兴奋的太早,我觉得这篇论文有些地方需要修改,这也是我这次来纽约和你晤面的主要原因。”

  两人彻夜长谈,就学术问题展开了深入的探讨。

  支持经典的光的颠簸理论的物理学家,我们称之为旧派。

  支持光量子理论的物理学家,我们称之为新派。

  光量子理论说光不仅具有颠簸性,而且具有粒子性,即光具有波粒二象性。

  爱因斯坦早在1905年就提出了光量子学说,又在1916年进行了增补完善。利用光量子学说,爱因斯坦完美解释了光电效应,并给出了光电方程。

  罗伯特·密立根于1916年通过光电实验证明了光电效应的正确性,这么看来,爱因斯坦似乎胜利了。

  搞笑的是,罗伯特·密立根做光电实验时是经典理论的支持者,他想要通过实验推翻光量子学说,从而证明经典理论的正确性。

  不管出于什么初衷,罗伯特·密立根的实验结果是光量子学说强有力的证据。

  爱因斯坦获得1921年诺物奖的主要理由就是他在光电效应领域的研究孝敬。

  光量子学说被密立根的实验所证明,且爱因斯坦因此获得诺贝尔奖,那么爱因斯坦大获全胜了吗?

  似乎并没有。

  现如今仍有大量的旧派物理学家坚定的支持光的颠簸理论。

  这是为什么呢?

  是他们太过愚蠢吗?

  亚瑟·康普顿适才说了,在这场基础理论基本问题的战争中,谁输了,谁就会垮台。

  你笑旧派气数已尽,旧派笑你无稽之谈。

  学术王朝的更替一定涉及猛烈的斗争,而这种斗争不仅仅是纯粹的学术性斗争,也牵扯到了其他因素。

  亚瑟·康普顿在他的论文中引用了李康平的论文《黑体辐射和光量子》,在战略层面,亚瑟·康普顿、李康平是学术思想高度一致的战略性盟友。

  也就是说,在光的天性这个基本问题上,亚瑟·康普顿、李康平属于新派,他俩站在爱因斯坦这边,他俩是光量子学说的坚定支持者。

  天色蒙蒙亮,不知不觉过了一夜。

  略显疲倦的李康平说道:“亚瑟,你的X射线散射实验比密立根教授的光电实验更前进了一步,你不光考虑到了能量守恒,还考虑了动量守恒。那么我们面临的问题是,C.G.达尔文为什么要那样写?”

  C.G.达尔文的态度其实是比力暧昧的,他说光量子学说、光的颠簸理论势如水火,两者只能存活一个。但C.G.达尔文并未明确亮相他究竟是支持光量子学说,照旧支持光的颠簸理论。

  可以肯定的是,C.G.达尔文认为守恒定律应该被放弃。

  而亚瑟·康普顿以守恒定律为基础设定,写出了《X射线受轻元素散射的量子理论》这篇论文。

  C.G.达尔文的爷爷可以说是人类历史上最杰出的科学家之一。

  C.G.达尔文这位年轻的英国科学家虽有点名气,却远未到达他爷爷的那种水平。

  李康平、康普顿心里有数,C.G.达尔文只不外是位打手,我们可以忽视C.G.达尔文,而我们必须重视C.G.达尔文身后的真正大佬尼尔斯·玻尔。

  

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