波尔的设想:原子中电子的,必然有一种「稳定状态」,不必放S电磁波,故能量不减,也不「掉进」原子核之内。这种「稳定状态」之存在,非用蒲朗克的量子论不可简而言之,他要用蒲朗克,来规避麦克斯威。但如何计算这种「稳定状态」,他苦思不得其解。1913年,他的一位老同学n来看他,提醒他,当年他们一起上课学过氢原子光谱的巴默公式。波尔多年後回忆说:立刻一切都清楚了。
他很快就做成了他的氢原子模型:一个电子以圆形轨道绕原子核而转。但只有满足以下条件的才是「稳定状态」,不必放S电磁波:
&=n?;其中J为角动量,n为正整数,?≡h/2π。
这又「量子化」了角动量,不符牛顿力学。但他用牛顿力学,加上库l定律计算出「稳定状态」的能量:
&=-stant/n2;其中stant=13.6eV
他又大胆地假定:电子放S电磁波,不按照麦克斯威的电磁学,而是在两个「稳定状态」的「能阶」之间作「量子跃迁」。其放出电磁波的波长之计算,则是把蒲朗克的量子公式倒过来用:
hν=>
物质波:狄波义,1892-1987是法国世家之後,一出世便有「王子」头衔。他有一位哥哥是x光专家,对他介绍Ai因斯坦的成就,使他对物理发生了兴趣。他在战前便拿到了法学与物理学两个学位。第一次大战时,他入伍当兵。战後退伍以後,他到巴黎大学进修物理博士学位。他的博士论文中提出了一个简单,但极有创意的构想:Ai因斯坦既然提出「光波」有「光子」的X质,那「电子」为什麽不可以有「物质波」的X质?他用「物质波」来计算波尔的原子模型,他发觉,如果用动量p来决定「物质波」的波长λ:λ=h/p,波尔的「稳定状态」无非就是物质波的环状的「驻波」。
「舒留定格方程式」,「薛丁格方程式」或称「波动方程式」:
-?2/2m??ψ/?x2ψ+Vψ=i??ψ/?t
这方程式式中的ψ,称为「波动函数」,是狄波义的物质波的数学表示法。这个方程式在量子力学中之功用,如同牛顿的一样:它可以完全决定「物质波」在受力力由「位能」V代表下的行动。它符合狄波义的波长和动量关系与蒲朗克的频率和能量关系。更有甚者,他不但能「解得」波尔的原子模型,得到同样的「稳定状态」,更能描述电子如何在稳定状态之间跃迁。甚而可以计算出跃迁所用的时间。而且也满足波尔的「相符原理」即量子的理论用在宏观的物T上,必与古典的结果相符,故牛顿在宏观时还「几乎」是对的。否则理论就会与我们的生验起冲突。
「或然的」力学与测不准原理:然而,舒留定格的方程式,仍然留下了很多观念上的问题。最重要的:物质如电子的「本X」究竟是「波」还是「子」?如果用「波」来描述「子」,则「子」在那里?是否像当时有人的嘲笑:「电子每逢星期一、三、五是子,二、四、六是波。」
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