1900:游走在欧洲的物理学霸 第1306节
作为布鲁斯教授的首席大弟子,玻尔之名,曾经如日中天,激励了一代的年轻人。
海森堡、泡利、狄拉克等人都曾以他为偶像。
因为对方不惧老师的权威,在行星模型的基础上,提出量子化轨道模型,正式开启量子论的时代。
虽然如今量子论已经变成了旧量子论,量子化轨道也被电子概率云所替代。
但是没有人会因此否定玻尔的功绩。
他依然是量子力学中公认的大佬级人物。
而今天,对方又会带来什么研究成果呢?
玻尔的心情同样激动。
他在之前两届的布鲁斯会议上,没有特别出彩。
量子力学几乎被那些年轻小伙子们全部包圆了,没有他这个大哥下手的机会。
而现在,他终于又有了自认为还可以的成果。
“今天,我分享的内容是关于原子核模型的。”
“我们知道,原子由原子核和电子组成,电子以概率云的形式随机出现在原子的任意一处。”
“但是原子核本身的结构又是什么样的呢?”
“一堆质子和中子结合在一起,会产生什么性质呢?”
“为此,我提出了【液滴模型】。”
说罢,玻尔打开准备好的投影仪,说道:
“大家请看。”
“液滴模型是我从原子核内核子-核子强耦合这一性质出发,从而建立的一种原子核模型。”
“我将原子核视为一个带电荷的理想液滴,根据液滴的运动规律,对原子核进行描述。”
“在这个过程中,我把量子力学和经典力学电磁学的理论结合在一起使用。”
“液滴模型能够阐述原子核的静态性质以及动力学规律。”
“比如质量规律、表面振动、变形核的转动,乃至核裂变!”
哗!
全场震撼!
玻尔教授果然要么不出手,一出手就是惊天动地。
他竟然用自己创造的液滴模型,从理论上描述了核裂变的过程。
简直过于牛逼!
然而,这还没完,玻尔继续说道:
“为了更逼近原子核的真实情况,我又多加了几个自由度。”
“比如,把质子和中子看成是两种不同的流体,甚至将自旋取向也看成是一种不同的流体。”
“这样就能解释可压缩性等性质。”
“液滴模型主要包含两个主要内容。”
“一个是球形核的表面振动,另一个是核裂变机制。”
“推导公式如下所示。”
“可以把核裂变看成是液滴的一分为二。”
“我们知道,液体具有表面张力,会阻止自身的分裂。”
“原子核液滴同样也是这种情况。”
“想要将原子核进行分裂,就需要额外的能量打破这种张力。”
“当高能粒子撞击原子核时,就会与其合并在一起,形成受激的半稳定复合核。”
“这个复合核就像液滴一样晃晃悠悠,直到最后撞击效应结束。”
“而结果无非是两种。”
“要么释放能量,要么释放很小的粒子。”
“后者就是如今核裂变现象的实验基础。”
轰!
全场震惊不已!
玻尔的理论虽然从难度看,好像不如泡利的中微子,海森堡的同位旋。
但是从创新性上看,绝对是同一级别的成果。
他利用最简单的理论,就把原子核的性质从理论上建立了框架。
甚至可以解释很多的实验现象。
众人无不惊叹:
“这太了不起了!”
“玻尔教授果然宝刀未老!”
尤其是搞实验物理的众人,更是感慨道:
“理论也不一定需要非常复杂的数学知识嘛。”
“大道至简。”
玻尔在液滴模型中,并未使用什么高深的数学或者物理技巧。
就是从液体表面张力的思想出发,把表面能、结合能、体积能等物理概念糅合在一起。
但是结果却意外地惊喜。
这时,卢瑟福忽然问道:
“玻尔,按照你的理论,原子核应该不可能发生大型的裂解。”
玻尔说道:
“是这样的。”
“如果想将液滴一分为二,需要克服巨大的结合能。”
“粒子本身所携带的能量不可能满足这一点,从理论上可以证明。”
说罢,他直接开始计算,证明这是不可能的。
众人恍然大悟。
这样一切都说的通了。
目前的核裂变都是只减少几个质子的核裂变,只能产生很小的碎片。
那是因为碎片越小,逃离原子核所需的能量越低,越容易发生。
理论和实验吻合!
玻尔牛逼!
然而,只有李奇维看完玻尔的内容后,内心哭笑不得。
真实历史上,一代领袖玻尔提出的这个液滴模型,可谓坑了无数人。
正是因为受到这个理论的影响,大家都认为大型核裂变是不可能的。
除了一个人,她就是迈特纳。
当时迈特纳受到纳粹的迫害,逃到了瑞典。
但是她依然在坚持研究铀的核裂变现象。
在当时,按照玻尔的液滴模型,铀核裂变只会生成原子序数小几个的新原子核。
但是物理学家却从核裂变的产物中,发现了原子序数只有铀一半的新原子核。
这简直不可思议。
某一刻,迈特纳灵感乍现,想象着一个巨大的原子核,突然裂成两半,生成两个差不多大的碎片。
这样就能解释实验现象了。
但是迈特纳也知道玻尔的液滴模型。
这貌似是不可能的。
因为从理论上看,铀原子核太大了,如果想要一分为二,至少需要200MeV的能量。
单单靠一个中子的撞击,根本不可能。
当时最先进的粒子加速器,也产生不了这么高动能的粒子。
这个能量从哪里来呢?
当时,迈特纳想到了一个至关重要的细节。
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