第214章 经典物理学的璀璨与乌云(2/2)
第一朵乌云和麦克斯韦电磁学有关,也就是迈克尔逊-莫雷实验。该实验发现以太不存在,光速不变。
由此引发了李奇维和爱因斯坦合作发表的狭义相对论。
而接下来,将是震惊世界的广义相对论,当然,李奇维现在还没有准备好。
第二朵乌云和热力学有关,即能量均分定理在黑体辐射中遇到了问题。
由此引发了李奇维和普朗克合作发表的量子论。
而未来的玻尔将会把量子概念,应用到原子结构中,提出量子化轨道。
这将是旧量子论的巅峰。
真实历史上,普朗克、爱因斯坦、玻尔,就是旧量子论三巨头。
然而现在,三巨头将会变成了普朗克、李奇维、玻尔。
但即便到那个时候,量子论依然没有蜕变成量子力学。
直到海森堡提出矩阵力学,量子力学才真正成为一门理论,后面不断完善。
这中间发生的故事,涉及到的物理学家比较多。
李奇维慢慢地按照时间顺序,记录下来。
除了上面的两朵乌云,还有几朵小乌云。
第一朵小乌云是光电效应,已经被李奇维提出的光量子解决。
真实历史上,是被爱因斯坦解决,这也是他为何会被称为旧量子论三巨头之一的原因。
因为光量子的概念,就是把光当成了一个个量子。
虽然密立根已经证实了该理论的正确性,但是很多物理学家依然不相信,光会是量子的。
因为他们想象不出来这个图景。
第二朵小乌云是元素的光谱问题,即光谱学。
它是研究电磁波和物质之间的相互作用的一门学科。
早在几百年前,牛顿就已经使用三棱镜分解太阳光,发现了太阳的简易光谱。
后来物理学家们借助更先进的光栅等光学仪器,可以分析一束电磁波的波长分布。
这种各个波长的电磁波排列在面板上的图像就是所谓的光谱。
十九世纪,德国是光学研究的中心,黑体辐射问题也是德国最先提出和展开研究的。
1850年左右,德国物理学家基尔霍夫,发现了元素的放射光谱。
那个时代,人们还不知道原子到底存不存在。
所谓的化学家,能干的事就是称量一下反应前后的重量变化,或者是把元素放在火上烧一烧。
嘿,你别说,这一烧,就烧出个重大成果。
化学家们发现,每种元素在被火焰灼烧时,都会有自己特定的颜色。
比如钾元素是紫色、钠元素是黄色、钙元素是红色。
后世的我们知道这些是焰色反应,是由电子跃迁造成的。
但那时的科学家们可不知道。
后来基尔霍夫知道这个现象后,他很感兴趣。
他制作了一个光谱仪,专门分析这些元素被烧时放射的光谱。
他发现元素的放射光谱都是分开的线条,就像条形码一样,而不是连续的波谱。
接着,他把当时已知的所有元素的放射光谱,全都做实验记录了下来。
以后拿到一团未知的物质,只要放在火上一烧,分析它的光谱,就能知道物质的组成元素。
后来,基尔霍夫宣称他知道了太阳的组成。
这立马在科学界引起了轩然大波,超级震动。
所有人都觉得不可思议,然而当他们了解了基尔霍夫的理论后,发现好像确实能知道太阳的组成了。
因为只要分析太阳的发射光谱就行了。
但是,激动过后,物理学家们就产生了疑问。
元素的发射光谱是如何形成?
为什么这些光谱是分开的线条而不连续?
为什么每种元素的发射光谱不一样呢?
真实历史上,这些问题都会被未来的玻尔解决。
第三朵小乌云是元素周期表的排列问题。
虽然门捷列夫大神,创造了震惊世人的元素周期表,但他是按照原子量的大小排列各种元素的。
比如氢元素的原子量最小,定为1。
其他元素依次按照重量与其比较,不同的原子量就排在不同的位置。
然而随着卢瑟福发现了放射性现象的本质。
人们又发现了很多新的元素,这些元素和某些元素化学性质完全一样,但是原子量却不一样。
那么这些新的元素要放在元素周期的什么位置?
真实历史上,索迪提出同位素的概念后,才完美解决了这个问题。
而索迪的成果,几乎都是在卢瑟福的实验基础上完成的。
可见这个时代,化学家相比物理学家多么卑微。
化学家在世人的眼里就是炼金术士,根本毫无理论可言。
物理学家们随手漏点,都够化学家消化一段时间了。
也难怪说化学的本质是物理。
至于第四朵小乌云,李奇维把“场”放了上来。
电场、磁场等等,此时的物理学家们对于场的概念一点也不陌生。
用它解决问题得心应手。
然而场看不见、摸不着,却又真实存在,就像幽灵一般。
没有人知道场的本质是什么。
后来狄拉克把场和量子力学结合在一起,创造了量子场论,深深影响了后世的物理学。
李奇维写到这里,就停下笔了。
他终于把经典物理学遇到的最主要的问题,梳理完毕。
接下来,就是实验物理学家们发现的更多的问题。
比如伦琴的x射线、居里夫人的放射性、汤姆逊的原子结构研究等等。
这些都是属于现代物理学的内容了。
这也是从1900年到1909年为止,物理学家们主要的研究内容。
再加上相对论和量子论,新旧物理学泾渭分明。
这些新的理论和现象,才算是真正打开物理学的大门,让人类一窥真理的面容。
曾经让所有物理学家引以为傲的经典物理学大厦,开始风雨飘摇。
而新的大厦,刚刚打下地基,还未展现它璀璨的一面。
这是最好的时代,旧神已经陨落,新神还未归位。
这也是最坏的时代,物理学的发展逐渐超越了人类的想象,世界的本质甚至都变得模糊。
哪怕是真神也有被蒙蔽双眼的时候。
李奇维突然豪情万丈。
他作为相对论和量子力学的共同创始人,自然知道未来是多么的精彩。
那一个个激动人心的理论和发现,都将与他脱不开关系。
他要超越众神,成为众神之神!
今天可能就这一更哈,但字数其实算2更了。
接下来的剧情还是很难写的,作者需要仔细查一下资料。
关键是又要写爽,又要写对,呜呜呜,难度太大了。
而且我为了读者方便,还得科普很多内容。这就导致内容会稍微繁琐一点,希望大家不要介意。
因为不写清楚的话,大家可能根本不知道爽在哪里。
总不能,我水字数,说,哇,这个理论牛逼,所有人膜拜。
大家只会:???黑人问号脸。
(本章完)
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