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散仙波尔(Bohr)借着酒兴,谈天说地,把道长卢瑟福(Rutherford)精心苦炼而成的小太阳系原子说得天塌地陷。玛丽在旁,看着失魂落魄的丈夫,好不心疼。这散仙不依不饶,又说道长的仙丹必然有频率连续变化的光辐射。好比可见光从红到紫的频率(颜色)变化是连续的。道长听到此,立刻想起一件事来。
原来1906年和1908年,两个专司氢光的小仙李曼(Lyman)和帕森(Paschen)分别发现氢原子发的光只有几个特殊的频率,处在紫外区(Lyman series)和红外区(Paschen series)。加上二十年前瑞士老道巴尔默发现的巴尔默谱线系列(Balmer series),构成氢原子发射的一组完整的高频谱线,如下图所示。
当时观测到的氢原子光谱的三个系列,一条谱线代表一个频率或波长。
这些试验结果,我们的道长早就听说了。当时觉得有点不对劲,但没往心里去。如今听散仙一说,才恍然大悟,这些结果都是和他的原子仙丹对着干的。
卢道长送走散仙玛鸽,头疼如裂。这不闹鬼了吗?氢原子发光的频率从紫外到红外非但不连续变化,而且就那么几个可怜的谱线。说明电子并非像地球绕太阳那么简单。但是如果不转,电子必然掉到原子核上去。如果转,就会发射电磁波,丢失能量最后还会掉到原子核上去,而且发射的电磁波应该有连续变化的频率,与氢原子的观测结果恰恰相反!罢罢罢,这奇怪的的小太阳系,我倒要好好地琢磨琢磨。卢道长曾被誉为法拉第(Faraday)之后最高明的实验物理学家。此时被这散仙博后搞得神魂颠倒,早把实验研究忘到九霄云外。一心一意搞起理论物理来,把电磁学的麦克斯韦方程,波动光学各种定律,拿来日夜把玩。数月过去,越玩越糊涂。身体也大不如前。一日又把散仙叫来,问最近有何进展,写了什么新作。
散仙傻笑,说我领你的工钱,有进展能不告诉你吗?卢道长不悦,心想你博后快结束了,怎么也给我个交代吧。便说工钱事小,科学事大。我老啦不行了,就看你的了。
散仙傻笑道,道长啊,你说得对,这件科学之事真是太大了也。原子这个小东西正在嘲笑我们搞物理的。说你们人类搞了两千多年物理,搞到今天,理论都是不行的。卢道长说不能说我们的物理理论不行。只不过我们还没找到解法罢了。散仙又说,道长有所不知,还有更大的一个难题呢。5年前爱因斯坦(Einstein)解释了光电效应(见第十章),说明光不仅仅是电磁波,还是无数小粒子,叫光子。我很讨厌把波又搞成粒子。但有什么办法呢?就算你的原子鬼使神差地不坍塌,就算电子那个小天线可以发射单个频率的电磁波,但是电磁学定律告诉我们,天线发射电磁波是不间断的,犹如泼水涌泉。谁见过天线抽风似地一口一口吐电磁波,一口一个光子?
卢道长听了长叹,说罢了罢了,我还回去搞我的实验去。你自己忙活去吧。散仙道,我一年多来穷尽了物理学的所有相关的理论定律方程,无法解答这些疑问。我的感觉,物理学天翻地覆就在今日。不过,我得回哥本哈根结婚去了,不然玛鸽就飞了。卢道长大笑,说不能乐不思蜀啊,快点给我个交代。散仙说别急,我有个小秘密,过完蜜月告诉你。
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