第三百九十章 跃迁差异用表格表示
- 作者:蔡泽禹
- 类型:综合其他
- 更新时间:2021-07-08 17:10:45
- 章节字数:1726字
6月9日,海森堡返回哥廷根后,立即将结果寄给他的哥们儿泡利,并加上几句激动的评论:“一切对我来说仍然模糊不清,但似乎电子不再在轨道上运动了”。
1925年7月25日,《海德堡物理学报》收到了海森堡的论文。这天算是量子力学(新量子论)真正发明之日,距离普朗克旧量子论的诞生,已经过去了25年。
如何将轨道中的量(例如x(t))用n和m两个独立变量表示出来呢?这第三步难倒了海森堡:x(t)是一个变量n的函数,却要用两个变量n和m表示!海森堡也顾不了花粉热的纠缠,没日没夜地思考这个问题。
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终于在一个夜晚,海森堡脑海中灵光一闪,想通了这个问题。有什么不好表示的?把它们两者之间的关系画成一个“表格”呀!海森堡大概规定了一下用这种表格进行计算的几条“原则”,然后,剩下就是一些繁杂的运算了。后来,海森堡在回忆这段心路历程时写道:
大约在晚上三点钟,计算的最终结果摆在我面前。起初我被深深震撼。我非常激动,无法入睡,所以我离开了屋子,等待在岩石顶上的日出。
第二步,我们再来考察右图中宏观可以测量的光谱频率和强度。光谱产生的原因是原子中电子在两个能级之间的跃迁,能级差决定了光谱的频率,跃迁的概率决定了谱线的强度。因此,频率和强度是由两个能级(n和m)决定的。每两个任意能级间都有可能产生跃迁,因此,n和m是两个独立的变量。
计算结果非常好地解释了光谱实验结果(光谱线的强度和谱线分布),使得电子运动学与发射辐射特征之间具有了关联。但海森堡仍然希望对玻尔模型的轨道有个说法。
海森堡想,玻尔模型基于电子的不同轨道,但是,谁看过电子的轨道呢?也许轨道根本不存在,存在的只是对应于电子各种能量值的状态。对,没有轨道,只有量子态!量子态之间的跃迁,可以精确地描述实验观察到的光谱,还要轨道干什么?如果你一定要知道电子的位置x(t)及动量p(t),对不起,我只能对你说:它们是一些表格,无穷多个方格子组成的表格。
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