從劍橋留學生到物理學之神 第186章

作者:虚空圣堂

  後來物理學家們藉助更先進的光柵等光學儀器,可以分析一束電磁波的波長分佈。

  這種各個波長的電磁波排列在面板上的圖像就是所謂的光譜。

  十九世紀,德國是光學研究的中心,黑體輻射問題也是德國最先提出和展開研究的。

  1850年左右,德國物理學家基爾霍夫,發現了元素的放射光譜。

  那個時代,人們還不知道原子到底存不存在。

  所謂的化學家,能幹的事就是稱量一下反應前後的重量變化,或者是把元素放在火上燒一燒。

  嘿,你別說,這一燒,就燒出個重大成果。

  化學家們發現,每種元素在被火焰灼燒時,都會有自己特定的顏色。

  比如鉀元素是紫色、鈉元素是黃色、鈣元素是紅色。

  後世的我們知道這些是焰色反應,是由電子躍遷造成的。

  但那時的科學家們可不知道。

  後來基爾霍夫知道這個現象後,他很感興趣。

  他製作了一個光譜儀,專門分析這些元素被燒時放射的光譜。

  他發現元素的放射光譜都是分開的線條,就像條形碼一樣,而不是連續的波譜。

  接着,他把當時已知的所有元素的放射光譜,全都做實驗記錄了下來。

  以後拿到一團未知的物質,只要放在火上一燒,分析它的光譜,就能知道物質的組成元素。

  後來,基爾霍夫宣稱他知道了太陽的組成。

  這立馬在科學界引起了軒然大波,超級震動。

  所有人都覺得不可思議,然而當他們瞭解了基爾霍夫的理論後,發現好像確實能知道太陽的組成了。

  因爲只要分析太陽的發射光譜就行了。

  但是,激動過後,物理學家們就產生了疑問。

  元素的發射光譜是如何形成?

  爲什麼這些光譜是分開的線條而不連續?

  爲什麼每種元素的發射光譜不一樣呢?

  真實歷史上,這些問題都會被未來的玻爾解決。

  第三朵小烏雲是元素週期表的排列問題。

  雖然門捷列夫大神,創造了震驚世人的元素週期表,但他是按照原子量的大小排列各種元素的。

  比如氫元素的原子量最小,定爲1。

  其他元素依次按照重量與其比較,不同的原子量就排在不同的位置。

  然而隨着盧瑟福發現了放射性現象的本質。

  人們又發現了很多新的元素,這些元素和某些元素化學性質完全一樣,但是原子量卻不一樣。

  那麼這些新的元素要放在元素週期的什麼位置?

  真實歷史上,索迪提出同位素的概念後,才完美解決了這個問題。

  而索迪的成果,幾乎都是在盧瑟福的實驗基礎上完成的。

  可見這個時代,化學家相比物理學家多麼卑微。

  化學家在世人的眼裏就是鍊金術士,根本毫無理論可言。

  物理學家們隨手漏點,都夠化學家消化一段時間了。

  也難怪說化學的本質是物理。

  至於第四朵小烏雲,李奇維把“場”放了上來。

  電場、磁場等等,此時的物理學家們對於場的概念一點也不陌生。

  用它解決問題得心應手。

  然而場看不見、摸不着,卻又真實存在,就像幽靈一般。

  沒有人知道場的本質是什麼。

  後來狄拉克把場和量子力學結合在一起,創造了量子場論,深深影響了後世的物理學。

  李奇維寫到這裏,就停下筆了。

  他終於把經典物理學遇到的最主要的問題,梳理完畢。

  接下來,就是實驗物理學家們發現的更多的問題。

  比如倫琴的X射線、居里夫人的放射性、湯姆遜的原子結構研究等等。

  這些都是屬於現代物理學的內容了。

  這也是從1900年到1909年爲止,物理學家們主要的研究內容。

  再加上相對論和量子論,新舊物理學涇渭分明。

  這些新的理論和現象,纔算是真正打開物理學的大門,讓人類一窺真理的面容。

  曾經讓所有物理學家引以爲傲的經典物理學大廈,開始風雨飄搖。

  而新的大廈,剛剛打下地基,還未展現它璀璨的一面。

  這是最好的時代,舊神已經隕落,新神還未歸位。

  這也是最壞的時代,物理學的發展逐漸超越了人類的想象,世界的本質甚至都變得模糊。

  哪怕是真神也有被矇蔽雙眼的時候。

  李奇維突然豪情萬丈。

  他作爲相對論和量子力學的共同創始人,自然知道未來是多麼的精彩。

  那一個個激動人心的理論和發現,都將與他脫不開關係。

  他要超越猩瘢蔂懶神之神!

  今天可能就這一更哈,但字數其實算2更了。

  接下來的劇情還是很難寫的,作者需要仔細查一下資料。

  關鍵是又要寫爽,又要寫對,嗚嗚嗚,難度太大了。

  而且我爲了讀者方便,還得科普很多內容。這就導致內容會稍微繁瑣一點,希望大家不要介意。

  因爲不寫清楚的話,大家可能根本不知道爽在哪裏。

  總不能,我水字數,說,哇,這個理論牛逼,所有人膜拜。

  大家只會:???黑人問號臉。

第215章 現代物理學的崛起與輝煌

  如果說經典物理學的基礎是三大理論,那麼現代物理學的核心就是相對論和量子力學。

  普朗克和李奇維共同提出的量子論,則是新舊物理學的分界線。

  而1900年就是現代物理學的元年。

  經典物理學的大小烏雲,最終的解決方式,都會與這兩大理論有關。

  真實歷史上,相對論由愛因斯坦憑藉一人之力獨創完成。

  所以他成爲了比肩牛頓和麥克斯韋的偉大物理學家。

  而量子力學則由許多物理大佬共同完成。

  包括普朗克、玻爾、玻恩、薛定諤、德布羅意、海森堡、泡利、狄拉克等人。

  因此,這些人的地位,就比愛因斯坦稍遜一籌。

  李奇維已經決定在最佳時機發表廣義相對論。

  而量子力學的開啓,他依然會等海森堡橫空出世。

  只不過那時候,李奇維已經肯定就是物理學的第一人了。

  海森堡或許會是他的徒子徒孫也說不定。

  愛因斯坦爲首的蘇黎世學派,和玻爾爲首的哥本哈根學派,將都和他的國王學派有密切的關係。

  甚至還會有卡文迪許學派的加入。

  而等到他回到婆羅洲後,培養的華夏學生或許也能自成一派,就叫婆羅洲學派好了。

  無論在哪個學派,李奇維都會是那個最重要的人,絕對的C位核心。

  他已經忍不住想看到十幾年後,那個物理學領域超級大亂斗的盛景了,幾大學派互相論戰。

  他將以物理學之神的身份,笑看物理風雲,一言而定天下法。

  然而現在嘛,從1900年開始,現代物理學剛剛開始萌芽,一切都還在混沌無序的發展中。

  倫琴、居里夫人、湯姆遜三人接連給經典物理學挖了幾個大坑。

  用三大理論怎麼都解釋不了這些古怪的現象。

  這也是當前物理學家們的困惑。

  其實最終總結下來,這些新現象,都和原子內部結構及其活動有關。

  經典物理學三大理論,描述的都是宏觀現象,爲相對論的誕生奠定了基礎。

  而現代物理學的新發現,幾乎都和原子相關,從而催生出了量子力學。

  李奇維準備在10月份的會議上,以X射線、放射性、原子結構三個現象爲引子,梳理出接下來物理學的研究方向。

  真實歷史上,對X射線的研究,誕生了X射線晶體衍射、X射線散射(康普頓效應)等成果。

  最終證明了X射線的本質,也證明了光的波粒二象性的正確性。

  現在,巴克拉與布拉格剛剛論戰完畢,勞厄還未發力,接下來幾年,這個方向會爆發出很多成果。

  然而,X射線這個方向,畢竟只能算麥克斯韋電磁學理論下的細節問題。

  因此按照第115章李奇維的分級,與這些成果相關的大佬只是普通物理學家級別。

  對放射性的研究,誕生了鐳等放射性元素的發現,盧瑟福的元素蛻變理論,以及後來的鈾元素的核裂變等成果。

  現在是居里夫人、盧瑟福引領放射性的研究,找到各種新的發射元素,並研究他們的性質。

  放射性是對原子物理這個理論的深度挖掘和補充,所以居里夫人、盧瑟福是資深物理學家級別。

  最後對原子的研究,則更是深刻改變了物理學界,因爲它與量子力學的出現極度相關。

  原子的研究可以分爲兩個部分。

  第一部分是原子的組成。

  如今湯姆遜發現了電子,李奇維提出了原子核的概念,愛因斯坦從理論上證明了原子的存在。

  物理學家對原子有了直觀而粗湹恼J識。

  接下來,質子、中子等概念則會陸續被發現,讓物理學家徹底瞭解原子的內部組成。

  但是光有組成還不行,還得知道這些組成部分,在原子內部是如何保持穩定咝械摹�

  這就是原子研究的第二部分:原子的結構。

  李奇維提出了在原子內部,原子核和電子的行星模型。

  但是這種模型有着缺陷,不過暫時還未被發現。

  玻爾正在研究這個問題,接下來,他將會用量子的概念,提出量子化軌道,推翻李奇維的行星模型。

  別小看這一步,它還需要好幾個前置條件。

  在這個過程中,會有索末菲等重要物理學家出場。

  可以說,玻爾的成就也是站在前人的肩膀上。

  李奇維會以指點的方式,讓玻爾完成這個壯舉。