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018章 空间量子化

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在负责的实验,它的难度远超你的想象。你看到了,我被它折磨的不成人样了。”愁云惨淡的伍德盖特教授点燃一根香烟,这是他在五分钟内点燃的第三根烟。

“教授,我知道我现在没资格问这个,但我还是想问问,你正在做的实验,究竟是关于什么的呢?”

伍德盖特教授说:“空间量子化也不是什么秘密,不少物理学家设计了实验对其进行验证。是的,我正在做的实验是空间量子化的验证实验。”

李康平身子一抖,他问:“所以伍德盖特教授,你预设空间量子化理论成立,然后验证其正确性?”

“空间量子化可以完美的描述斯塔克效应和常规塞曼效应,它对于解释X射线谱线、说明氦谱问题也起到了作用。然而一直没有人以实验的方式成功演示空间量子化的存在,有些物理学家甚至怀疑空间量子化的物理真实性。我认为,空间量子化理论应该是成立的。不幸的的是,我和其他实验物理学家一样,无法从实验上证明空间量子化的存在性、真实性。目前看来,我们已知的实验方法,在空间量子化面前苍白无力。而这正是我的苦恼之处。”这段话讲完,伍德盖特教授点燃第四根香烟。

为了描述氢原子在外电场和外磁场作用下的行为,索末菲于1916年引入了空间量子化的概念,这是纯理论性的工作。

1918年,尼尔斯·玻尔提出n1=0是禁戒的,因为电子轨道的平面如包含磁场方向,电子的运动会不稳定。这同样是理论性的假说,玻尔在索末菲的基础上补充完善了空间量子化理论。

索末菲、玻尔动嘴了,所以全世界的实验物理学家们动手了。

正如伍德盖特教授所言,空间量子化的验证实验,难就难在动手技能上。

“电子轨道的取向是无规则的,与磁场的夹角可以取任意值。检验铋原子的磁性,实验上主要的困难是实验系统的设计……”伍德盖特教授透露了一些实验细节,用他的话来说,这不是什么惊天秘密,你去问任何一位实验物理学家,他们都会这么说。

“教授,是否可以考虑用银原子取代铋原子?”

“哦?李,谈谈你的看法,说具体点。”

“我的实验设想是,使银原子束凝聚在接收的玻璃上。为了达成这个目标,我们需要更加高能、高效、高精准度的实验系统。现实中是否存在这种系统,我也不知道,我现在只能画出示意图,我可以这么做吗,教授?”

“你当然可以这么做。”伍德盖特教授


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