089章 X射线受轻元素散射的量子理论

类别:历史军事 作者:术小城 本章:089章 X射线受轻元素散射的量子理论

    “李,我想让你看看我的论文。”

    亚瑟康普顿打开公文包,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。

    “从量子理论的观点看,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方向散射,这个方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,散射电子以一等于x射线动量变化的动量反冲”

    “散射射线的能量等于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,根据量子理论,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射线的前进方向要比反方向大,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,测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,所以我得到了这组实验数据。”

    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。”

    李康平称赞道,遂继续读论文。

    “根据能量守恒和动量守恒,考虑到相对论效应,得散射波长为212θ。其中为入射波长0与散射波长θ之差,h为普朗克常数,c为光速,为电子的静止质量,θ为散射角。”

    “k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观点来看,干涉现象可以与光原子的集合联系起来,这些光原子不是相互独立的,而是相干的。”

    “我认为k李的观点应该是成立的。并且,我观察到波长变动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符合似乎意味着,我们应该把散射过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较温和,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。

    李康平高兴的大喊大叫“亚瑟,你做了一项了不起的实验,你提出了一个伟大的学术观点没错,我们应该把散射过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,我为你感到骄傲嘿,房间里有酒吗,我想喝酒”

    “李,别高兴的太早,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见面的主要原因。”

    两人彻夜长谈,就学术问题展开了深入的探讨。

    支持经典的光的波动理论的物理学家,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波动性,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年进行了补充完善。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贡献。

    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

    好像并没有。

    现如今仍有大量的旧派物理学家坚定的支持光的波动理论。

    这是为什么呢

    是他们太过愚蠢吗

    亚瑟康普顿刚才说了,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。

    学术王朝的更替必然涉及激烈的斗争,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,在光的本性这个基本问题上,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,你不但考虑到了能量守恒,还考虑了动量守恒。那么我们面临的问题是,cg达尔文为什么要那样写”

    cg达尔文的态度其实是比较暧昧的,他说光量子学说、光的波动理论势如水火,两者只能存活一个。但cg达尔文并未明确表态他究竟是支持光量子学说,还是支持光的波动理论。

    可以肯定的是,cg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。

    cg达尔文的爷爷可以说是人类历史上最杰出的科学家之一。

    cg达尔文这位年轻的英国科学家虽有点名气,却远未达到他爷爷的那种程度。

    李康平、康普顿心里有数,cg达尔文只不过是位打手,我们可以忽视cg达尔文,而我们必须重视cg达尔文身后的真正大佬尼尔斯玻尔。


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