第412章 論文發表！光的波粒二象性被證明！物理學界轟動！

  第412章 論文發表！光的波粒二象性被證明！物理學界轟動！

  吳有訓不愧是華夏物理學的天才。

  他直接根據李奇維的理論，把原本無意間發現的康普頓效應給設計出來了。

  

  當初論文發表後，他在和康普頓討論方案時說道：

  「既然我們想驗證光具有動量，那就直接讓它和物質相撞就行。」

  「然後觀察光在碰撞之後，是否有動量的改變。」

  康普頓問道：「那要怎麼測量光的動量呢？」

  吳有訓笑道：「布魯斯教授的論文裡不是有公式了嗎？」

  康普頓恍然大悟，「你是說p=hv/c。」

  吳有訓點頭道：

  「如果動量p改變，由於h和c都是常數，那麼就意味著頻率v會改變。」

  「為了方便，我們用波長λ來代替v。」

  「根據光速=波長×頻率，即c=λ×v。」

  「代入後可得p=h/λ。」

  「這是用波長來表示光量子的動量。」

  「好了，現在我們可以設計一種這樣的實驗。」

  「因為X射線就是光的一種，所以我們選用它是完全沒問題的。」

  「當X射線與物質作用時，由於原子內部大部分都是空的，所以大部分X射線都會直接穿透，不發生作用。」

  「但是肯定有一小部分X射線會與電子發生碰撞。」

  「光量子和電子的碰撞就是兩個撞球碰撞一樣。」

  「在這個過程中就會發生動量的變化。」

  「光量子會把自己的一部分動量，通過碰撞傳遞給電子。」

  「光量子的動量降低，電子的動量增大。」

  「那麼根據公式p=h/λ，當p降低時，說明λ是增大的。」

  「也就是說與電子碰撞後的光量子，它們的波長應該是變大的。」

  「只要我們能檢測到這些變大的波長，那就足以說明光具有動量。」

  「從而證明了光確實具有粒子性。」

  「即：光的波粒二象性是正確的。」

  嘩！

  當吳有訓說完實驗思路後，康普頓只覺得世界是如此美妙。

  他完全被吳有訓的天才折服了。

  「吳，我真是愛死你了。」

  「我研究了那麼多年光的波粒二象性，都比不上你今天講的內容。」

  「這就是所謂的天才嗎？」

  忽然，康普頓又問道：

  「那我們如何測量碰撞後X射線的波長呢？」

  「現在可沒有什麼儀器能直接測量光的波長。」

  吳有訓早有準備，只見他在紙上唰唰寫下推導過程。

  「我們沒必要直接測量波長的精確值。」

  「只要算出碰撞前後波長的差值就可以。」

  「如果差值為正，那麼就說明碰撞後的波長是大於碰撞前的波長的。」

  「X射線與電子碰撞後，散射後的X射線肯定會發生角度的變化。」

  「即入射X射線和散射X射線之間，會形成一個夾角θ。」

  「那麼根據能量守恆定律，最終我們會得出波長差值和這個夾角的關係。」

  「你看，就是這個」

  說著，吳有訓還配了一張示意圖。

  「至於如何顯現X射線的軌跡，我想我們正好可以使用到一個儀器。」

  康普頓問道：「什麼儀器？」

  吳有訓笑道：「威爾遜雲室！」

  「我最近研究過這個儀器，發現它對於觀察微觀粒子的軌跡特別好用。」

  「我們可以讓碰撞過程在威爾遜雲室中發生，這樣就能直接在裡面測量角度了。」

  「咱們實驗室的這台雲室應該是改進後，效果很好。」

  此刻，康普頓已經興奮的瞪大雙眼。

  吳有訓的推導簡直是天衣無縫。

  如此一來，實驗就變得更加簡單。

  只要測量X射線在碰撞前和碰撞後的角度差，就能計算出它們的波長差。

  從而證明波長確實發生了變化。

  最後證明光量子的動量發生變化。

  一環扣一環，邏輯嚴密。

  最後，康普頓問了一個至關重要的問題。

  「吳，你怎麼知道X射線與物質相互作用後，會發生這種效應呢？」

  「X射線已經被研究那麼多年了，它與物質的碰撞也有很多人研究。」

  「但是我從沒聽說過，有誰發現碰撞後波長會變長的。」

  吳有訓笑道：

  「我只是從理論上分析而已。」

  「至於實驗具體是什麼情況，只有做了才知道。」

  「其他人發現不了，不代表就不存在。」

  「而是因為他們沒有理論指導，或許出現了這種現象，但被忽略了。」

  「而現在，我們是帶著答案找過程，那就容易很多。」

  「康普頓，振作起來，我相信我們一定很成功。」

  康普頓聽完吳有訓的分析，發現對方說的確實有道理。

  「你他娘的還真是個天才！」

  於是，二人就立刻開始實驗。

  他們首先使用的材料是石墨晶體。

  因為石墨比較薄，比較容易測量角度。

  在經過一個多月的瘋狂測試後，石墨與X射線的碰撞實驗，大獲成功。

  他們倆終於發現了X射線的波長變長的現象。

  這絕對是一種全新的物理現象。

  只有用布魯斯教授的光的波粒二象性才能完美解釋。

  用傳統物理學沒有辦法解釋這種現象。

  吳有訓和康普頓相擁而笑。

  但是他們沒有停下來放鬆，因為一種材料可能會存在誤差。

  於是，他們繼續測試了其它種類的材料。

  直到今天。

  吳有訓笑道：「康普頓，這應該是第十種材料了吧。」

  康普頓這些天早已累的虛脫，但他卻無比開心。

  「沒錯，十種材料，全部都發現了波長變長的情況。」

  「這充分說明這種現象和材料本身無關，就是光的性質。」

  「吳，我們倆證明光的波粒二象性了。」

  「哦，上帝啊，我現在不會是在做夢吧。」

  說完，他狠狠地捏了自己的臉，痛的哇哇叫。

  但是痛卻快樂著。

  他康普頓是別人眼中的愣頭青。

  博士選了一個最難的課題，差點沒有畢業。

  畢業後，沒有去找大佬跟著學習，反而和一個本科生混在了一起。

  雖然這個本科生是物理奧賽金牌得主，但那不意味就能做出真正的物理成就。

  但是他依然沒有任何猶豫，和吳有訓成為了搭檔。

  因為當初在婆羅洲時，二人就一見投緣。

  他們二人本來都可以跟著大佬。

  康普頓可以跟著密立根教授，吳有訓更是可以跟著布魯斯教授。

  但是二人都沒有這樣做，或許這就是天意。

  康普頓用只有自己能聽到的聲音說道：

  「吳，謝謝你。」

  吳有訓也開心的笑了。

  這一刻，他想到了很多。

  這段時間，外面對他的風言風語，他其實都知道。

  一個華夏人，竟然想自不量力地靠自己做出原創研究。

  「他以為他是布魯斯教授啊。」

  吳有訓知道自己的奧賽金牌光環，此時變成了他的壓力。

  如果他失敗了，那麼那些嘲諷的人，就會藉此貶低華夏，順帶貶低物理奧賽的含金量。

  沒有人會在意學術研究的時間問題。

  那些人只知道布魯斯教授親自發話，說吳有訓能證明。

  那麼他就必須立刻馬上做出實驗，否則就會受到攻訐。

  想到這裡，吳有訓輕輕一笑。

  「你們註定會失敗。」

  「因為校長早已說過，天命在華夏。」

  吳有訓終於證明了自己。

  在沒有任何人的指導下，他憑藉自己，從頭到尾設計了實驗。

  雖然這個實驗的原理聽起來很簡單，但是做起來後，難度遠遠超越了他的想像。

  甚至在剛開始的二十多天，他和康普頓根本找不到碰撞後的X射線。

  這讓二人一度心灰意冷。

  但是，倔強的他沒有放棄。

  因為他相信自己的分析，更相信校長，那個在他心中如神一般的人物。

  直到此刻，吳有訓才明白校長到底有多偉大。

  他費盡所有心血，把畢生的智慧都壓榨了出來。

  吳有訓知道，自己的論文一旦發表，肯定會轟動物理學界。

  他本人也不會動不動就被冠上「奧賽金牌」的稱號。

  而是變成了「天才物理學家吳有訓」。

  但是，他拼盡一切的成就，也僅僅只是證明了校長隨手一篇的論文。

  由此可見，他與校長之間的差距有多大。

  所謂的天才與校長的差距有多大。

  不過吳有訓並沒有因此而氣餒。

  他笑著搖搖頭。

  「我為什麼要和校長比呢？」

  「他是天上的太陽，照耀的是整片華夏大地。」

  「而我就是大地上的一棵樹，我只要保證我所在的區域能夠水土豐沃就可以。」

  「我靠我自己證明了，華夏本土也可以產生科學家，這就足夠了。」

  「再往後，我就要像校長一樣，保持研究的同時，注意培養後輩。」

  「文明之火，生生不息。」

  這一刻，吳有訓的心境發生了變化。

  「校長，我終於明白您的苦心了。」

  「要是當初我請求成為您的博士生，您恐怕一定會失望吧。」

  「您想要的是一個自力更生的華夏，而不是一個只能依附別人的華夏。」

  李奇維努力了十九年，他的心血在吳有訓身上得到了完美體現。

  吳有訓不再是真實歷史上，那個在論文上只出現一個名字的華夏人。

  他不再是康普頓的學生，在國際物理學領域可有可無的存在。

  而是光的波粒二象性的證明者，華夏著名國際物理學家吳有訓。

  ——

  1919年7月20日。

  《自然》封面發表了吳有訓和康普頓的論文。

  題目是《X射線受元素散射的量子理論》。

  在論文中，二人首先闡述了他們發現的一種全新現象。

  即X射線與物質相互作用後，散射後的X射線的波長會變長。

  使用光的波粒二象性理論能夠完美解釋這個現象。

  論文一經發出，瞬間轟動了整個物理學界。

  「哦，上帝啊！光的波粒二象性竟然真的被實驗證明了。」

  「幾百年的爭論終於可以結束了。」

  「牛頓沒錯，光確實是微粒。」

  「托馬斯·楊也沒錯，光也是波動。」

  「光具有二元性，它既是波動也是粒子，是一種我們無法想像的存在。」

  然而，最讓人驚訝的還是論文的作者。

  「康普頓說實驗的方案設計，幾乎都是華夏的吳有訓一己之力完成的。」

  「當初可是有很多人不看好他們啊。」

  「這就是物理奧賽金牌得主的實力嗎？真是恐怖如斯。」

  「這個成果應該可以獲得諾獎了吧。」

  「應該沒有問題，畢竟這可是一個全新的發現。」

  很快，物理學界就把這種現象命名為「吳-康普頓效應」。

  以此表彰他們對這個效應的貢獻。

  吳有訓的名字也再一次響徹物理學界，激勵了無數的學生。

  劍橋大學，西德尼·蘇塞克斯學院。

  威爾遜看著手中的論文，神色激動。

  沒有人能形容他此刻的心情。

  苦盡甘來！

  吳有訓和康普頓在實驗中用到的雲室，是威爾遜這輩子的最得意之作。

  這個設備自從被他發明以來，很少產出重要的成果。

  大多數物理學家都是把它當成一個輔助設備。

  然而在吳有訓的實驗中，威爾遜雲室成為了關鍵。

  可以說，沒有雲室的顯影，吳有訓二人就不可能測量出角度。

  在威爾遜看來，這個成果毫無疑問是諾獎級別的。

  那麼作為雲室的發明者，他的作用自然不可忽視。

  威爾遜微微一笑。

  「布魯斯，我終於也快要有一個諾獎了。」

  其實到了現在這個年齡，威爾遜已經對諾獎沒有那麼執著了。

  他更在乎的是物理史上會不會有他的名字。

  而現在，他可以確認了。

  如果物理學史有光學這一篇，那麼一定會這樣記載：

  「物理學家對於光的準確認識，經歷了漫長的時間。

  從古希臘的先賢，到中世紀的啟蒙科學家。

  人類一直在以樸素的觀點認識光。

  直到物理學正式建立。

  牛頓、胡克、惠更斯、托馬斯·楊等一批物理學家，為此爭論不休。

  有人認為是粒子，有人認為是波動。

  後來，布魯斯教授橫空出世。

  提出震驚世人的「光具有波粒二象性」。

  但是，沒有任何人贊同他的觀點，哪怕當時他已經是最偉大的物理學家了。

  接著，兩個年輕學者，吳有訓和康普頓，發現了吳-康普頓效應。

  完美證明了布魯斯教授的觀點。

  而他們在實驗室中用到的關鍵儀器雲室，則是威爾遜發明的。」

  (本章完)

  （還有更新耶）