第137章 原子行星模型，震驚物理學界！

  第137章 原子行星模型，震驚物理學界！

  自從第二屆物理諾獎公布後，關於原子結構的研究開始成為主流。

  由於現有的光學顯微鏡無法直接觀測到原子和電子，所以物理學家們主要通過想像來研究原子結構。

  就和洛倫茲想像電子存在一樣。

  當前世界上，除了卡文迪許等少數頂級實驗室，想要開展針對原子的研究還是很艱難的。

  這也是為什麼連威爾遜都那麼受歡迎，他的雲室現在成了搶手稀罕貨。

  現在這個時代，研究微觀粒子的最重要手段就是磁場。

  只要粒子帶電，通過磁場偏轉就很容易計算出它的性質，如質量、電荷等。

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  而威爾遜的雲室，更是直接能讓物理學家們觀測到粒子的運行軌跡，因此顯得非常高端。

  湯姆遜的棗糕模型，就是在這種得天獨厚的條件下被提出的。

  其實在這之前，開爾文勳爵曾提出實心帶電球模型。

  他認為電子是均勻帶正電的球體，裡面埋藏著帶負電的電子，正常狀態下處於靜電平衡。

  後來這個模型被湯姆遜加以發展，就變成了棗糕模型。

  棗糕模型認為電子分布在球體中，就像棗子點綴在糕點表面一樣。

  模型不僅解釋了原子為什麼是電中性的，電子在原子裡是怎樣分布的。

  而且還能解釋陰極射線現象和金屬在紫外線的照射下能發出電子的現象。

  湯姆遜還根據模型，估算出原子的大小約0.1納米，這是非常了不起的成就。

  正是因為棗糕模型能解釋很多現象，所以被大多數物理學家所接受。

  但是有了狹義相對論的例子在前，現在什麼理論都不敢號稱權威了。

  大家發現理論完全可以超越實驗，甚至指導實驗。

  雖然湯姆遜有著卡文迪許這樣好的實驗室，但是他的理論也未必就是正確的。

  原子結構也許另有乾坤。

  於是，這段時間以來，每天都有不同的論文發表，設想原子如何包容電子，內部結構是什麼樣的。

  10月20日，法國物理學家佩蘭（1926物理諾獎），在法國物理學會上，通過猜想，提出了一種原子結構模型。

  他認為原子的中心是一些帶正電的粒子，外圍是一些繞轉的電子。

  電子繞轉的周期對應於原子發射的光譜頻率，最外層的電子拋出就發射陰極射線。

  佩蘭的模型基本已經和核式結構很接近了。

  然而他沒有實驗數據，因此無法描繪出原子正電中心的具體大小等性質。

  10月22日，德國物理學家萊納德（1905物理諾獎），提出了中性微粒動力子模型。

  他認為原子的大部分體積是空無所有的空間，剛性物質只占據十萬分之一的位置。

  他還設想剛性物質就是原子內部正電粒子和負電電子的結合體。

  10月28日，扶桑物理學家長岡半太郎，在東京數學物理學會上，提出了「土星模型」結構，並將論文發表在了英國和德國的期刊上。

  他在論文裡批判了湯姆遜的棗糕模型，認為正負電不能相互滲透。

  他的土星模型認為：原子內部帶正電的核心有電子環轉動。

  通俗地說，一個大質量的帶正電的球，外圍有一圈等間隔分布著的電子以同樣的角速度做圓周運動。

  電子的徑向振動發射線光譜，垂直於環面的振動則發射帶光譜。

  然而，長岡半太郎的理論雖然極為接近原子核式結構了，但依然是一種猜想，沒有堅實的實驗基礎。

  而且，對於所謂大質量的正電球，他也無法闡述其具體性質，和佩蘭有點像。

  當看到小鬼子都發表論文了，李奇維徹底坐不住了。

  如今的他已經改變了歷史，說不準就會讓小鬼子捷足先登了。

  只要長岡半太郎再想辦法補充一點實驗，也許就真能比自己提前搞出行星模型了。

  於是，在和湯姆遜教授詳細地討論了三天後，得到對方的同意，李奇維終於發表了自己的博士論文內容。

  1902年11月1日，《自然》期刊首頁發表了一篇名為《物質對α粒子的散射及原理結構》的論文。

  作者：布魯斯·李！

  該論文通過詳實的實驗數據，介紹了α粒子通過轟擊金原子後，產生的各種散射行為。

  其中一個最重要的數據：每入射八千個α粒子就有一個α粒子被反射回來。

  這個結果有力地證明了原子內部必然存在一個大質量核心。

  論文將稱其為【原子核】。

  原子核帶正電，集中在原子內部一個很小的區域。

  通過實驗數據計算，原子核質量占據了整個原子質量的99.9%以上。

  根據以上這些真實而嚴謹的實驗數據。

  李奇維在論文裡提出了他的行星模型猜想：

  即原子就像太陽系，原子核是太陽，占據最大的質量，帶負電的電子就是繞著太陽運轉的行星。

  在原子內部，支配它們之間的作用力是電磁相互作用力。

  論文一出，物理學界舉世震驚！

  這篇論文的重要程度甚至不亞於狹義相對論。

  而發表這篇論文的李奇維，則再一次讓所有人目瞪口呆，只能佩服的五體投地。

  「什麼情況，布魯斯·李不是理論物理學家嗎？怎麼現在又從事原子結構研究了？」

  「而且一出手就是如此重磅的論文，他的天才程度簡直讓人絕望啊。」

  「哦，我的上帝，真的有人能橫跨理論物理和實驗物理兩大方向嗎？」

  「關鍵是在每個領域都做出了足以改變物理學界的成果。」

  加拿大麥吉爾大學，盧瑟福看著手裡的論文，苦笑不已。

  「哎，要是當初我堅持下去，恐怕發現原子核的人就是我了。」

  他的助手索迪，在一旁笑道：「盧瑟福教授，您當初為何要放棄對原子結構的研究？」

  盧瑟福嘆氣道：「嗐，也不是放棄，只不過我把放射性的研究排在了第一位。」

  「滿腦子想的都是鈾鹽的放射性，α粒子的實驗就被我暫緩了。」

  「之前湯姆遜教授告訴我，布魯斯在α粒子轟擊實驗上，取得了突破性進展，我還納悶呢。」

  「我當時也做了部分實驗，感覺沒什麼成果啊。」

  索迪安慰說道：「看來做物理實驗也需要好的運氣啊。」

  盧瑟福擺擺手，不再懊惱，而是豪氣地說道：「沒事，反正我也不差這一個成果。」

  「我們的元素蛻變假說，馬上就要完成了，到時候肯定不比布魯斯的行星模型差。」

  索迪也笑道：「盧瑟福教授，跟著你學習，是我最大的幸運。」

  索迪就是在盧瑟福身邊，研究天然放射性元素，最後才提出同位素的概念。

  英國皇家學會例行會議上，開爾文勳爵正和湯姆遜閒聊。

  「哈哈哈，這個布魯斯真是一刻也閒不下來啊，剛剛宣布推翻牛頓，現在又想推翻自己的導師了。」

  「湯姆遜，你現在是什麼感受？」

  「哎，我當初看到他提交給我的論文初稿時，也被嚇了一大跳。」

  「這個課題，還是盧瑟福留下來的，沒想到在布魯斯手裡開花結果了。」

  「那小子實在太聰明了，不僅理論厲害，做實驗也非常優秀，好多儀器都是他自己組裝的。」

  「我感覺他的前途不可限量。」

  開爾文勳爵笑道：「你們卡文迪許這一派，算是物理學界的豪門了。」

  「先是有麥克斯韋，然後是瑞利勳爵，現在又是伱執掌實驗室。」

  「你退休後，有沒有打算讓布魯斯當卡文迪許的第四任實驗室主任啊。」

  湯姆遜苦笑，「可惜布魯斯不願意加入英國國籍，不然他肯定會有更大的成就。」

  「我私下裡勸說過他，清國國籍反而會束縛了他的發展。」

  「但是那小子太倔了，死活不願意改換國籍。」

  開爾文勳爵一聽就明白湯姆遜的意思了，他微微一笑，「說不定人家將來自成一派呢？」

  「到時候你可不要後悔哦，哈哈哈。」

  湯姆遜也只能跟著嘆口氣了。

  扶桑國，東京帝國大學理學院，今年37歲的長岡半太郎，已經是理學院的教授了。

  他一方面擔任應用數學和理論物理學的教學工作，一邊繼續他的研究工作。

  他的研究領域非常廣泛。

  在基礎物理領域，他主要研究原子光譜、電磁場等。

  在應用物理領域，他對磁偏角和岩石彈性波以及全國各地的重力進行測定工作。

  並對扶桑地磁、海嘯、地震和火山等現象也進行研究。

  真實歷史上，長岡半太郎幾乎是扶桑物理學所有領域的奠基人，被稱為「扶桑物理學之父」。

  他所培養的學生，遍布扶桑物理學的各個學科領域。

  扶桑基本粒子論的創始人仁科芳雄是他的研究生；

  扶桑第一個諾貝爾物理學獎獲得者湯川秀樹，也曾受過他的指導。

  他在晚年，處在了扶桑學術界的最高位置，並且擔任了學術行政的最高職務。

  然而此刻，長岡半太郎在看到李奇維的論文後，雙手止不住顫抖。

  「差一點，就差一點啊，可惜帝國大學的設備太差了，不足以驗證我的理論。」

  「不然，行星模型肯定是我先提出來的。」

  「布魯斯·李、李奇維，你到底是個什麼樣的人？」

  他一邊嘆氣，一邊朝海對面的大清看去，喃喃自語：

  「那個古老帝國的底蘊實在太深厚了，明明已經被我扶桑帝國超越。」

  「可是他們的人太多了，總會在絕境中出現一兩個扭轉乾坤的偉大天才。」

  「量子論、光電效應、狹義相對論、原子行星模型。」

  「這些偉大的物理成果，竟然是華夏人提出的。」

  「李奇維君，難道你就是物理領域的那個天才嗎？」

  「這一世，我長岡半太郎發誓要做你的對手，在物理學領域，永遠壓著華夏！」

  (本章完)

  （還有更新耶）