原子模型發(fā)展概述(完整版)
【正文】 一起構(gòu)成了非相對論量子力學。為了更準確地反映原子中電子的軌道角動量和自旋角動量，朗德（）引入g因子，使得磁矩μj=分量μi,x=mjgjμB，當j=l時，gl=gi=l,mi=ml。如此，對于每一固定的l,m有2l+，而m稱為磁量子數(shù)。索末菲認為電子繞原子核在某一平面上作橢圓軌道運動，這是一個二維運動，描述橢圓運動中電子的位置，可用平面極坐標Φ和r，而與這兩個坐標對應的廣義動量是角動量L和徑向動量P。4．原子的Bohr及 BohrSommerfeld模型（量子軌道模型）（圓形軌道模型）1900年4月，英國開爾文（）指出：“物理學晴朗太空的遠處，還有兩朵令人不安的烏云”，這“兩朵烏云”，一個與黑體輻射有關(guān)，另一個與邁克耳遜—莫雷（）實驗有關(guān)，而黑體輻射和邁克耳遜—莫雷實驗則正是近代物理的兩個革命性的原理，那就是量子論和相對論。通過不斷的改進、修正，建立了一個相對完整的原子結(jié)構(gòu)模型。（西瓜模型）自湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子以來，以原子中正、負電荷提出了許多見解，歷經(jīng)1898年、1903年到1907年，湯姆遜通過不斷的完善而提出原子的葡萄干布丁模型（即西瓜模型）；原子的正電荷均勻分布在整個半徑為1010米的原子球體（湯姆遜球）內(nèi)，而電子則象面包中的葡萄干（或象西瓜中的瓜子）那樣嵌在各處，為了解釋元素周期律，湯姆遜還假設(shè)：電子分布在一個個環(huán)上，第一個環(huán)上只可放5個電子，第二只環(huán)上可放10個電子；假如一個原子有70個電子，那么必須有6只同心環(huán)，湯姆遜原子模型雖然很快被以后的試驗所否定，但它所包含的“同心環(huán)”、“環(huán)上只能安置有限個電子”的概念，卻是十分寶貴的。Bohr 模型的提出，不僅成功地解釋了氫原子和類氫原子光譜現(xiàn)象，而且還導出了氫原子和類氫原子體系具有量子性的線度和能量：氫原子的最小線度（稱為玻爾半徑）a0=r1=，最低能量（基態(tài)能量）E1=；類氫原子的電子軌道半徑為rn=a0，定態(tài)能量為En= ，Z為原子序數(shù),光譜項T(n)=，同時更為重要的是肯定了量子論的正確性和必要性（玻爾理論正確性的驗證實驗為：光譜實驗，弗蘭克（）—赫茲（）實驗）。正是由于存在磁相互作用，才必須在BohrSommerfeld理論中兩個量子數(shù)的基礎(chǔ)，再需用另一量子數(shù)來描述。同年他又提出了著名的泡利不相容原理：原子中的每一個狀態(tài)只能容納一個電子。5. 原子的SchrodingerBorn模型（量子電子云模型）自舊量子論確立以來，不論在邏輯上還是對實際問題的處理上，它都有缺陷與不足，諸如：無法合理解釋能級的“糟糕”躍遷；無法解釋氦原子光譜；無法解釋氫原子譜線強度及其精細結(jié)構(gòu)；無法說明原子是如何組成分子及構(gòu)成液體和固體的；等等。這種直觀的圖像歷史上稱作原子的電子云模型，亦即SchrodingerBorn模型。他認為薛定諤方程有兩種解：一種是正常解，符合玻恩的幾率解釋；另一種是奇異解，它含有一個移動的奇點，奇點具有粒子的性質(zhì)，而且正常解引導奇點的運動。他在四條可認為是公理的假定下，證明量子力學的隱變量是不可能存在的。然而玻姆的這一理論當時并未引起德布羅意的重視，倒是維日爾提出雙重解理論在某些方面與廣義相對論有相同之處這一點，引起了德布羅意的極大興趣。它們都采用理論物理的量子語言去描述，而且都在理論和實踐中取得了重大的突破和成就。 [7] 曹志平，德布羅意與玻姆；量子力學因果解釋綱領(lǐng)比較，科學技術(shù)與辯證法，15（2）.1998。能干的人，不在情緒上計較，只在做事上認真；無能的人！不在做事上認真，只在情緒上計較。,. [9] 褚圣麟，《原子物理學》，高等教育出版社。 Model of (12).1995。在此基礎(chǔ)上，他又構(gòu)擬了一個與廣義相對論相容的、符合愛因斯坦統(tǒng)一場論觀念有波粒二象性的精細結(jié)構(gòu)—孤子（Soliton：是由非線性效應與色散現(xiàn)象的互相抵消所造成的一個不可彌散的波包），德布羅意指出，這個具有穩(wěn)定性、整體性等特性的活生生的本體論細胞，將其早期對表示波粒二象性的各種企圖具體地綜合起來，至此形成了所謂Einsteinde Broglie孤子概念。之后的量子力學解釋之爭在第一次世界大戰(zhàn)期間進入低潮。1929年，海森堡和泡利提出相對論量子場論，而愛因斯坦則提出統(tǒng)一場
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