从剑桥留学生到物理学之神 第186章

作者:虚空圣堂

  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。

第215章 现代物理学的崛起与辉煌

  如果说经典物理学的基础是三大理论,那么现代物理学的核心就是相对论和量子力学。

  普朗克和李奇维共同提出的量子论,则是新旧物理学的分界线。

  而1900年就是现代物理学的元年。

  经典物理学的大小乌云,最终的解决方式,都会与这两大理论有关。

  真实历史上,相对论由爱因斯坦凭借一人之力独创完成。

  所以他成为了比肩牛顿和麦克斯韦的伟大物理学家。

  而量子力学则由许多物理大佬共同完成。

  包括普朗克、玻尔、玻恩、薛定谔、德布罗意、海森堡、泡利、狄拉克等人。

  因此,这些人的地位,就比爱因斯坦稍逊一筹。

  李奇维已经决定在最佳时机发表广义相对论。

  而量子力学的开启,他依然会等海森堡横空出世。

  只不过那时候,李奇维已经肯定就是物理学的第一人了。

  海森堡或许会是他的徒子徒孙也说不定。

  爱因斯坦为首的苏黎世学派,和玻尔为首的哥本哈根学派,将都和他的国王学派有密切的关系。

  甚至还会有卡文迪许学派的加入。

  而等到他回到婆罗洲后,培养的华夏学生或许也能自成一派,就叫婆罗洲学派好了。

  无论在哪个学派,李奇维都会是那个最重要的人,绝对的C位核心。

  他已经忍不住想看到十几年后,那个物理学领域超级大乱斗的盛景了,几大学派互相论战。

  他将以物理学之神的身份,笑看物理风云,一言而定天下法。

  然而现在嘛,从1900年开始,现代物理学刚刚开始萌芽,一切都还在混沌无序的发展中。

  伦琴、居里夫人、汤姆逊三人接连给经典物理学挖了几个大坑。

  用三大理论怎么都解释不了这些古怪的现象。

  这也是当前物理学家们的困惑。

  其实最终总结下来,这些新现象,都和原子内部结构及其活动有关。

  经典物理学三大理论,描述的都是宏观现象,为相对论的诞生奠定了基础。

  而现代物理学的新发现,几乎都和原子相关,从而催生出了量子力学。

  李奇维准备在10月份的会议上,以X射线、放射性、原子结构三个现象为引子,梳理出接下来物理学的研究方向。

  真实历史上,对X射线的研究,诞生了X射线晶体衍射、X射线散射(康普顿效应)等成果。

  最终证明了X射线的本质,也证明了光的波粒二象性的正确性。

  现在,巴克拉与布拉格刚刚论战完毕,劳厄还未发力,接下来几年,这个方向会爆发出很多成果。

  然而,X射线这个方向,毕竟只能算麦克斯韦电磁学理论下的细节问题。

  因此按照第115章李奇维的分级,与这些成果相关的大佬只是普通物理学家级别。

  对放射性的研究,诞生了镭等放射性元素的发现,卢瑟福的元素蜕变理论,以及后来的铀元素的核裂变等成果。

  现在是居里夫人、卢瑟福引领放射性的研究,找到各种新的发射元素,并研究他们的性质。

  放射性是对原子物理这个理论的深度挖掘和补充,所以居里夫人、卢瑟福是资深物理学家级别。

  最后对原子的研究,则更是深刻改变了物理学界,因为它与量子力学的出现极度相关。

  原子的研究可以分为两个部分。

  第一部分是原子的组成。

  如今汤姆逊发现了电子,李奇维提出了原子核的概念,爱因斯坦从理论上证明了原子的存在。

  物理学家对原子有了直观而粗浅的认识。

  接下来,质子、中子等概念则会陆续被发现,让物理学家彻底了解原子的内部组成。

  但是光有组成还不行,还得知道这些组成部分,在原子内部是如何保持稳定运行的。

  这就是原子研究的第二部分:原子的结构。

  李奇维提出了在原子内部,原子核和电子的行星模型。

  但是这种模型有着缺陷,不过暂时还未被发现。

  玻尔正在研究这个问题,接下来,他将会用量子的概念,提出量子化轨道,推翻李奇维的行星模型。

  别小看这一步,它还需要好几个前置条件。

  在这个过程中,会有索末菲等重要物理学家出场。

  可以说,玻尔的成就也是站在前人的肩膀上。

  李奇维会以指点的方式,让玻尔完成这个壮举。