003章 李先生想要击破更多的核!(2 / 2)
“杰克逊先生没有来这里,也没有请假,看来他胸有成竹。”安德森是罗斯伯格教授的辅导教员,他每周二晚上在6号房间组织原子论课外讨论会。
一共就十几位学生注册了原子论,谁翘课一望可知。安德森的任务是辅导罗斯伯格教授的教学,他兼顾答疑、解惑、查漏补缺、激发学生思维等业务。
“罗斯伯格教授在课堂上以高度概括的方式讲解了欧内斯特·卢瑟福的人工核反应实验,正如我们所知,卢瑟福先生的实验是一项新的科学成果,所以还没来得及写进物理教科书。今晚,我将详细解释卢瑟福的实验,先生们,你们可以随时打断我。”
安德森在小黑板上画图,他画的是卢瑟福人工核反应实验的示意图。
画完示意图,安德森敲了敲黑板,他说:“这是一个密闭的容器A,从活栓可灌入或抽去气体,α射线源,也就是镭源放在可左右移动的支架上,位置由刻度尺B指示。不远处有闪烁屏S,背后用显微镜M观察。”
一位瘦瘦的褐发学生发言道:“卢瑟福先生的实验装置,看上去并不惊艳。”
安德森点头道:“艾伦,你说的没错,卢瑟福先生利用看起来很普通的装置,得到了轰动性的实验结论。试想,如果设计并制造出能量更大的实验装置,又会怎样?”
李康平抢答:“那我们就能击破更多轻元素的核结构。”
“李先生想要击破更多的核!”安德森大声说道,他接着说:“是的,我们都想这么做,不是吗?”
讨论会持续了三个小时,临近散会,安德森发放上次的作业,然后布置了新的作业。
上次的作业是那道氢原子结合能的思考题,李康平拿到了A,罗斯伯格教授在李康平的作业纸上批注了一句话:这是我见过的最简洁高效的算法。
图书馆开放到晚上十一点,李康平于闭馆前借了几本1917年~1920年出版的物理期刊。
夜已深,李康平斟四分之一杯威士忌,在宿舍奋笔疾书。
【玻尔在其原子理论中首次表达了这样一种思想,即在电子绕带正电的中心所能描绘的闭合轨道中,只有一部分是稳定的,而另外一些在本质上不可能实现,或至少是不稳定的。】
【为了将此表述推广到多自由度的情况,索末菲和威尔逊证明了一般可以选取适当的坐标qi,使其满足如下的轨道量子化条件:∮pidqi=njh。】
【1917年,爱因斯坦给出了一种形式不随坐标变换而改变的量子化条件:∮pidqi=nh。】①
【根据雅可比的经典方法,该积分可转化为偏导数方程的全积分:H(?S/?qi,qi)=W。(i=1,2,……f)】
【这个积分有f个任意常数,其中……】
……
【……综上,所有常数都是确定的。】
【①Zum quantensatz von Sommerfeld und Epstein,Ber.der deutschen.phys.Ges.,(1917)82。】
“这份作业的名字,我想想,就叫《玻尔-索末菲稳定性条件的分析》吧。”
李康平奋战一夜,完成三页纸的作业。
翌日上午,原子论课程结束后,李康平走到讲台边,他说:“罗斯伯格教授,昨天布置的作业我做完了,我直接交给你可以吗?”
“当然。”
罗斯伯格教授快速浏览李康平的作业,看着看着,他发现很难做到一目十行,而是必须一个单词一个单词的斟酌。
“玻尔-索末菲稳定性条件的分析,量子论?李,我要求你们写篇原子论的小论文,而你写了量子论。”
“抱歉,教授,我或许不该这么做?”
“李,中午十二点半,你来赫特莱楼二楼找我。”
“好的,中午见。”
李康平于中午十二点半准时抵达赫特莱楼,他敲响某间办公室的门:“罗斯伯格教授,我是康平李。”
“李,请进来。”罗斯伯格教授打开门,迎李康平入内。
罗斯伯格教授的办公室是个单间,电炉上搁着水壶,桌上的咖啡杯冒着热气,打字机里卡着一张未完成的文稿,打字机旁边堆放学术文献与学生们的作业。
罗斯伯格教授做了个请坐的手势,他直入主题的说:“如果只有一个自由度,则利用爱因斯坦关系式确定能量W。如果有一个以上的自由度,又该怎样处理?”
李康平立即回答:“那我们只能求得W和整数n之间的一个关系。”
罗斯伯格教授递来一支铅笔,他又问:“在玻尔原子的圆形轨道的特殊情况下,怎样处理稳定性条件?你处理给我看,就现在。”
“我很乐意这么做。”
李康平持笔推导计算,因为v=ωR,求得m0∮vdl=2πRm0v=nh,继续进行数学处理,得m0ωR^2=n(h/2π)。
“教授,这是我的答案。”
“我现在信了,这篇《玻尔-索末菲稳定性条件的分析》论文是你独自完成的。”罗斯伯格教授的表情既诧异又赞赏,他说:“哥伦比亚大学的本科生课程里不包含量子论,清华学校是一所留美预备学校,当然也不会设置量子论的课程。那么李先生,你是从哪里学到的量子论知识以及高级的微积分技巧?”
“教授,你知道的,哥大图书馆的学术文献种类齐全,清华学校图书馆也有不少藏书。”
“主啊,他自学成才!”
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