第420章 質子電子模型!震驚全場!終結元素周期表和放射性!
第420章 質子-電子模型!震驚全場!終結元素周期表和放射性!
謝靈頓發表一番簡單的感言後,年會就進入了第二部分。
大會報告!
英國皇家學會中的院士,雖然來自不同的學科領域,但是大佬們對於跨學科的交流是非常看重的。
尤其是自然科學領域,更是如此。
一個生物學家或者醫學家,他肯定要對化學有深入的研究。
不然他就沒辦法分析,生物體內那些化學反應是如何進行的,有什麼作用。
生物體本身就是一個巨大的化學反應熔爐。
同理,一個化學家也必須了解物理。
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很多化學測量手段的原理,都來自於物理理論的突破。
最典型的就是X光分析晶體結構、量子論對焰色反應的解釋等。
而一個物理學家,他就是科學的源頭,這也是為什麼物理學家牛逼的原因。
作為自然科學領域的王者,物理的地位不是靠爭取的,而是天然形成的。
所以,物理學家在皇家學會中,身份地位都會拔高一個層次。
更不用提李奇維、盧瑟福這樣的頂級物理大佬了。
此刻,第一個上台的就是盧瑟福。
他今天分享的主題正是質子的發現。
謝靈頓看著器宇軒昂的盧瑟福,笑著對旁邊的湯姆遜說道:
「卡文迪許在原子方面的研究,超越了古往今來所有哲學家對於世界本源的認識。」
「那些偉大的先賢要是看到這一幕,不知道會作何感想。」
「真是羨慕你啊,湯姆遜教授。」
「能教出這麼出色的學生。」
「能不能向我傳授一點經驗。」
湯姆遜聞言笑了笑。
他很清楚這位新晉的皇家學會會長,為何會對培養學生如此在意。
謝靈頓在十多歲時,是一個徹頭徹尾的街頭小混混,打架鬥毆一樣不落,直接被學校開除。
這下好了,他仿佛野馬脫韁,更加地放肆了,整天遊手好閒,無所事事。
很快,他遇到一個美麗的擠奶工姑娘,並向對方表白。
然而姑娘鄙夷道:
「我就是跳到泰晤士河裡,也不會嫁給你這樣的流氓。」
一句驚醒夢中人。
他覺得自己要上進,於是重新懇請學校收留他。
從那時起,謝靈頓便改過自新、發憤圖強。
最終在科學上取得了非凡的成就。
因此,謝靈頓後來在培養學生時,奉行的宗旨就是永不放棄。
但是他本人屬於自我覺醒類的,能靠自己的毅力,從泥潭中爬出來。
要是讓他怎麼去開導別人,那就太難了。
這時,湯姆遜沒有藏私,透露出他的核心秘法。
「讓他們不要太早結婚生子。」
李奇維和盧瑟福結婚時的年齡,在這個時代而言,確實算晚的了。
謝靈頓聞言,仿佛被打通了任督二脈。
「對啊,我當初要是繼續對那個美麗的姑娘死纏爛打。」
「最終肯定是既害了她,也害了我自己。」
「我因為把愛情拋在腦後,才能專心地研究科學。」
「湯姆遜教授,你說的太多了。」
湯姆遜微微一笑,深藏功與名。
此刻,在兩位大佬交流經驗時,盧瑟福已經站在了演講台上。
他的目光逐漸從眾人身上掃過,最後定格在李奇維臉上,露出一抹笑容。
這可把李奇維看的汗毛倒豎,屁股忍不住扭了扭。
盧瑟福用他充滿磁性的聲音說道:
「在卡文迪許和麥吉爾大學期間,我的研究課題一直都是放射性。」
「我提出了元素蛻變假說和衰變概念,來解釋放射性的本質。」
「為何鈾會衰變成釷,釷又接著衰變成鐳,鐳又會接著衰變其它元素。」
「這些天然的放射性元素,它們之間存在著某種固定的關係。」
「但是,我之前的理論只能解釋放射的過程,卻不能解釋根本的機理。」
「即,元素在反射時,原子的內部到底發生了什麼變化?」
「這個問題讓我認識到,我必須開始對原子結構進行研究。」
「當年布魯斯教授提出行星模型時,就預測過,放射性一定是發生在原子核之內。」
「因為行星結構也無法解釋放射性的本質。」
「他堅信原子核一定有細分結構。」
「但是理論永遠代替不了實驗。」
「所以,這才有了我今天的實驗結果。」
「質子的發現證明了,原子核確實是可以再分的。」
「我們對於原子秘密的認識又更近了一步。」
盧瑟福娓娓道來的演講,讓眾人深陷其中。
這就是科學的魅力,一個問題總是關係到另一個問題。
科學從來沒有捷徑,遇到任何問題,都需要解決,問題關聯的問題,就會越來越多。
盧瑟福放棄了對於放射性更多的研究,轉而研究原子結構就是這個道理。
雖然那段時間,有很多物理學家又發現了新的放射性元素,元素周期表越來越豐富。
但這些都是無根之萍。
所有的放射性元素需要一個明確而統一的理論解釋。
這才是最關鍵的問題,當然也是最難的問題。
盧瑟福作為放射性領域的權威,他就該承擔這樣的責任,啃下這塊硬骨頭。
如今他做到了。
但是,盧瑟福仍然不滿意。
「可是,質子難道就是終點了嗎?」
「我把質子理論、索迪的放射性位移理論結合在一起,依然不能很好地解釋放射性的本質。」
「我總感覺放射性的頭頂,依然還存在好幾片烏雲。」
大佬們聽後皆是會心一笑。
盧瑟福這是向已經逝去的開爾文勳爵致意。
同時,所有人對於盧瑟福更加地尊敬。
對方明明已經取得了如此耀眼的成果,竟然還不滿足。
湯姆遜滿意地看著盧瑟福。
自己的學生沒有被名利蒙蔽雙眼,心中裝著的始終是對真理的追求。
布魯斯甚至連廣義相對論都想出來了,但依然還繼續研究,繼續探索物理的終極。
這種心態比所有的成果都更加重要。
「所以,今天的報告,除了我給大家分享質子的研究和發現過程。」
「我更想聽聽大家有沒有什麼好的建議。」
「借用布魯斯教授的話:外行也許能帶來比內行更奇妙的靈感。」「所以,原子結構不僅只是物理學的難題,它是整個科學的難題。」
「大家都可以提出自己的看法。」
接著,盧瑟福詳細地分享了他的實驗過程等內容。
並且,他還首次提出了一個新的原子核模型:「質子-電子」模型。
「當我們知道原子核是由質子組成後,對於元素周期表的認識也會發生改變。」
「1869年,俄國化學家門捷列夫,首次提出元素周期表。」
「他將當時已知的63種元素,按照相對原子質量從小到大進行排列成表。」
「並且把化學性質相似的元素放在了同一列。」
「這就是元素周期表的雛形。」
「但是當布魯斯教授提出行星模型後,化學家們重新修訂了元素周期表的排列順序。」
「即:不再按照元素的相對原子質量,而是按照元素的原子核所帶的正電荷數來排列。」
「這就是現在的原子序數。」
「氫原子有一個單位正電荷,所以原子序數是1,排在第一位。」
「氦原子有兩個單位正電荷,所以原子序數是2,排在第二位,以此類推。」
「而現在,質子的出現,則對這種排序方式產生了新的影響。」
「以氮元素為例,按照以前的定義,它的核電荷數是7,所以排在周期表第七位。」
「但是氮原子核的相對質量,卻是氫原子核相對質量的14倍。」
「這說明氮原子核應該是由14個質子組成,它的核電荷數應該是14才對。」
嘩!
會場內瞬間出現大範圍的騷動。
物理學家和化學家們都震驚了。
尤其是以索迪為首的化學家,只感覺心中一陣突突。
化學又一次成為物理的附庸了。
而這已經不知道是第幾次了。
「哦,上帝啊,我們化學又要被物理推翻了嗎?」
「既生化,何生物啊!」
索迪作為盧瑟福曾經的助手,深刻地知道台上那個男人的實驗能力之強。
對方的研究成果,對於化學領域有著顛覆性的影響。
盧瑟福看到眾人的表情,笑了笑,連忙補充道:
「當然,我並不是否定核電荷數的排列規則。」
「而是想對其進行補充。」
「我認為原子核的組成不止有質子,還應該有電子。」
轟!
盧瑟福的話讓眾人又是一驚。
一個小小的原子核竟然隱藏了如此多的秘密。
「有了電子的加入,核電荷數的問題就能得到解決了。」
「還是以氮原子核為例,其中除了有14個質子,還有7個電子。」
「這樣一來,質子的正電荷和電子的負電荷相互抵消,整個氮原子核對外顯示就是7個正電荷。」
「所以它的核電荷數就是7。」
「假設原子核的質子數是N,原子序數是Z,則原子核中有N-Z個電子。」
「這就是我的質子-電子模型。」
不得不說,盧瑟福的邏輯堪稱無懈可擊。
質子-電子模型,基於現有的事實,完美地與其它理論融合。
這種完美讓在場的化學家們簡直欣喜若狂。
因為他們覺得這就是化學的真諦。
布魯斯教授提出了原子的行星模型,但是對於模型中的原子核卻一無所知。
現在,盧瑟福教授又提出了原子核的質子-電子模型,徹底讓科學家搞清楚了原子核的結構。
同時,原子的結構也就清楚了。
誰都沒有想到,一場報告會,盧瑟福竟然帶來了這麼重磅的理論。
同時震驚物理學界和化學界。
眾人不由得朝湯姆遜看去,滿臉羨慕。
顯然,大家都認為這是盧瑟福在幫助老師撐場面。
要是他僅僅照本宣科,把自己的論文從頭到尾再講一遍,那確實沒什麼意思。
在場的物理化學大佬們,幾乎都看過盧瑟福的論文,沒有必要再聽一遍。
而現在,盧瑟福在質子的基礎上,提出了原子核的模型。
這不僅完善了元素周期表的排列規則,也讓原子學得到了跨越式的發展。
任何讚美之詞形容這個模型都不為過。
面對眾人熱切的眼神,盧瑟福依然沒有驕傲。
他還在理性地闡述自己的想法。
「基於這個模型,我們就可以對原子的放射性有了新的解釋。」
「眾所周知,已知的所有放射性物質,一共會放射出三種不同類型的射線:α射線,β射線,γ射線。」
「它們的本質分別是氦原子核、電子流、電磁波。」
「以鈾原子核為例,如果它失去4個質子,那就代表放射出α射線。」
「鈾原子核中又存在電子,所以它可以放射出β射線。」
「至於γ射線,我猜測是原子核中的電子發生量子躍遷導致的。」
「既然核外電子能夠通過躍遷發射電磁波,那麼核內電子也應該同樣可以。」
「同時,因為核內電子與核外電子的環境不同,所以才能發射核外電子產生不了的γ射線。」
「以上,就是我利用質子-電子模型,對放射性的本質進行的分析。」
嘩!
當盧瑟福說完他的理論後,整個大廳內一片安靜。
化學家們感嘆:「盧瑟福終結了元素周期表。」
物理學家們感嘆:「盧瑟福還終結了放射性。」
其他人:「盧瑟福終結了我們裝逼的資格。」
所有人都被這個理論分析所折服,它實在太完美無缺了。
最重要的是,它就像當初的玻爾-李模型一樣,解決了現實存在的各種問題。
眾人已經可以想像,當今天的演講結束後,物理學界將會產生什麼樣的震動。
這簡直是能和玻爾-李模型齊名的理論。
當然,前提是它還要經過實驗的驗證。
台上的那個男人,不愧於卡文迪許雙驕的頭銜。
今天的內容,足以讓盧瑟福躋身最最頂級的物理學家,可以抬頭仰望到布魯斯教授了。
大佬們忍不住感慨:
「原來盧瑟福之前讓我們提意見,只是他的謙虛之詞。」
「他自己早已有了最完美的理論。」
就在眾人沉浸在盧瑟福的質子-電子理論中時。
忽然,空曠的報告大廳內,響起一道聲音:
「我認為不對。」
轟!
滿場皆驚!
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