1900:游走在欧洲的物理学霸 第626节

  于是,在量子论会议上,他当场用量子概念,解释了光电效应的原理,一举为量子论正名。

  而密立根也是因为用实验证明了该理论,才名声大噪,成为著名实验物理学家。

  而李奇维更是开启了他的崛起之路。

  那是一段激情的岁月。

  李奇维现在回想起来,依然充满怀念。

  “当然记得,密立根教授。”

  “不知它和我的问题,有什么联系吗?”

  密立根说道:

  “当然有。”

  “根据量子论,对于单个电子而言。”

  “只有光子的能量恰好等于电子跃迁的能级差,电子才会吸收该光子。”

  “否则,电子并不会吸收这个光子。”

  “但是在光电效应中,只要当入射光子的能量,高于某个固定值时。”

  “金属表面的电子就会吸收该光子的能量,获得足够动能,从表面逃逸。”

  “就好像金属电子吸收光子,有一个阈值。”

  “只要超过这个阈值,无论光子的能量是多少,电子都会吸收。”

  “这种现象说明,量子论在处理宏观物质所具有的天量原子时,有一定的局限性。”

  “所以,我们可以假设。”

  “对于所有的宏观物质而言,电子吸收光子发生跃迁,不再需要特定能量的光。”

  “而是只要高于某个阈值的能量就行。”

  “金属的阈值很低,而玻璃的阈值很高。”

  “这样的话,当同样一束光照到金属上时,电子能够发生跃迁,所以吸收的光多。”

  “而玻璃中的电子无法吸收这些光,发生跃迁,所以光就透过玻璃了。”

  “这就是我的回答。”

  哗!

  密立根的解释,明显比康普顿的还要难一个等级。

  因为这不仅需要了解量子论,还要知道光电效应。

  在场大部分人根本听不懂。

  “啊?有谁能告诉我,密立根教授的回答是什么意思啊?”

  “不是量子论吗?怎么又带上光电效应了。”

  “上帝啊!一个小小的玻璃,竟然和这么多前沿物理扯上关系,这也太夸张了吧。”

  “.”

  菜鸟们处于极度懵逼的状态。

  只有吴有训、哈勃等人,以及前排的物理学家们,才能立马明白其中的意思。

  随即,他们的脸上就露出恍然的神色。

  因为密立根的分析非常有道理!

  直接从电子跃迁阈值入手,避开了玻璃是非晶体这种问题。

  “确实是天才般的想法!”

  “密立根教授果然不愧是和布鲁斯教授同时代的物理学家。”

  “他挽救了美国物理学界的脸面。”

  “用华夏的俗语就是:姜还是老的辣。”

  大佬们对于密立根的回答赞不绝口。

  大多数人看到大佬们议论的声音和表情,心道稳了。

  “密立根教授果然没有让我们失望。”

  同时,众人忽然发现一个惊人的巧合。

  布鲁斯教授二十年前的演讲,竟然解决了一个二十年后的问题。

  不得不说,这种巧合,很有一种命运般的奇妙感觉。

  那个男人,他的一生,好像和物理学有着某种说不清道不明的关系。

  一部物理史,半篇布鲁斯!

  现代物理学,卷卷有他名!

  此刻,李奇维站在高台之上,内心感慨。

  果然不能小觑了天下英豪。

  密立根在历史上,虽然不是非常出名的物理学家。

  但是他的贡献也是巨大的。

  甚至他的某些研究,还变相促进了第四量子数的发现。

  这样的大佬,仅仅用T4分级是不准确的。

  李奇维的T系列,仅仅是对物理学家的学术成果做出评价和划分。

  但是对于他们本人的智商和水平,是没有办法划分的。

  这也是不能划分的。

  所以,哪怕是T4级的密立根,也会有很多惊才绝艳的想法。

  刚刚他的回答就属于此列。

  尽管这个回答并没有真正解决问题。

  但至少思路已经很对了。

  玻璃为何是透明的这个问题,李奇维之所以敢断言无人可以解决。

  是因为能解释的理论现在还没有被发表呢。

  这个理论就是【能带理论】。

  真实历史上,海森堡的学生,瑞典物理学家布洛赫,在1928年,提出了晶体的能带理论。

  当时量子力学已经成熟。

  但是当物理学家用它研究固体时,就发现了问题。

  现有的量子力学只能描述单个微观粒子的状态。

  而固体是由无数个原子组成的,它们之间形成了复杂的联系。

  量子力学对于固体这种宏观物体,就有点束手无策了。

  尤其是固体中电子的运动规律,是当时物理学家们研究的重点。

  因为它和物质的导电性能相关。

  物理学家们希望把量子力学引入固体中电子的研究之中。

  在这种大背景下,布洛赫首先把目标瞄向了固体中一类特殊的物质:晶体。

  因为晶体中的原子排列规则整齐,相对而言,难度会小一点。

  布洛赫突发奇想,他假定晶体中原子核都是固定不动的,按照一定的周期排列。

  这样的话,其实无数个原子就可以看成一个整体。

  它们形成的周期性势场是贯穿整个晶体的。

  就好像把整个湖面的波浪看成一个整体,那么就是一个大波浪横贯整个湖。

  接着,他进一步认为电子就是在这种势场中运动。

  晶体内的所有电子,都是在整个晶体内运动的共有化电子。

  如此一来,就能把多电子问题,简化成单电子问题。

  (听不懂不要紧,知道就行,这玩意不上公式和图示,是讲不清的。)

  于是,根据推导后,布洛赫就能得出一个重要的结论。

  那就是,在晶体中,电子跃迁不再需要特定能量的光子。

  电子吸收光子的条件,变成了一个范围,就好像一条能带。

  比如假设某晶体的能带宽度是10eV。

  (【eV】是能量单位,读作电子伏特,表示1个电子经过1V的电位差加速后,获得的动能。)

  (1eV=1.6×10(负十九次方)J)

  那么,只要入射光子的能量超过了10eV,不管是11eV还是12eV,电子都能吸收这些光子,并发生跃迁。

  而当光子能量小于10eV时,电子就不会吸收,这些光子就穿透了晶体。

  这就是晶体的能带理论。

  利用它,就可以把量子力学引入到固体电子的研究当中。

  能带理论在解释固体导电、半导体等方面,具有重要的作用。

  按照能带理论,金属的能带宽度显然就是零,因为它的电子能够自由移动。

  那就是不管入射什么光,金属中的电子都能吸收。(本问题只考虑可见光范围哈)

  而玻璃也有自己的能带宽度,大概在9eV。

  但是可见光的光子能量范围是1.6eV到3.3eV之间。

  所以,玻璃中的电子,不会吸收任何可见光,因此变的透明了。

  现在问题来了!

  玻璃它不是晶体啊!

  虽然玻璃也能测出能带,但是你不能套用晶体的这套理论。

  非晶体必然有另外一种理论。

  这个问题,哪怕在李奇维的前世,也依然没有合理的解释,是个未解之谜。

  所以,玻璃为什么是透明的,目前没有最权威的解释。

  是不是感觉很不可思议?

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