另一方面,也有其他理由反驳说,这样的图象不会是正确的 。我记起同斯特恩的一次谈话 。他在1913年告诉我,当玻尔的第一篇论文发表后,他曾对一个朋友说,“要是玻尔刚发表的那些谬论是正确的话,我就不想再当物理学家了 。”现在我来指出这个模型的困难和错误 。最严重的困难或许是如下所述 。电子在这模型中作由量子条件规定的周期运动,因而它要以一定的频率绕原子核运动 。
然而,这个频率绝不会在观察中出现 。我们决不会看到它 。我们看到是些不同的频率,每一频率决定于从一个定态到另一定态的跃迁中的能量差 。还有关于简并性的一个困难 。索末菲引进了磁量子数 。按照这种量子条件,当某方向有磁场时,原子绕这个磁场的角动量必须为±1或0 。但如在另一方向取一不同磁场,就必须对这个不同的方向进行量子化 。
然而,可以先在某一方向有一极其微弱的磁场,而在很短时间之后变为另一方向 。磁场是太弱了,不足以使原子转过去 。因之同量子条件的矛盾看来无法避免 。正好五十年前我同玻尔的第一次讨论;就是围绕着这些难点之一进行的 。玻尔在哥丁根作过的一次讲演中说过,在一恒定电场中,可以按量子条件算出定态的能量,而克拉麦斯(kramers)关于二次斯塔克效应的最近计算可能给出正确结果,因为在其他场合这个方法很成功 。
另一方面,恒定电场与缓变电场的区别实在很小 。若一电场不是变化得很缓慢,而是以一(比方说)很接近轨道频率的频率在变化,那末,我们知道,谐振当然并不是在外电场频率等于轨道频率时发生,而是当它等于在光谱中观察到的、由跃迁决定的频率时发生 。当我们讨论这问题时,最后玻尔试图解释说,一当电场随时间变化时,辐射力便出现,因而用经典方式把结果算出来大概就不可能了 。
但同时他当然会看到,在这一点上求助于辐射力是有些不自然的 。所以我们很快便倾向于认为,分立定态的力学模型中必定有点什么东西是错误的 。还有一篇非常关键性的论文没有提到 。那是泡利关于离子的一篇论文 。泡利想过,如果有一个像氢那样具有周期轨道的明确模型,我们也许能应用玻尔-索末菲量子化规则,但对于一个复杂的模型,比方说氦原子,其中有两个电子绕原子核运动,那就恐怕不能应用了,因为这时我们将碰到三体问题中的一切可怕的数学困难和繁冗 。
另一方面,若有两个固定中心,两个氢核和一个电子,则电子的运动仍然是很好的周期运动,且可以计算出来 。对于其他,这模型已经是太复杂了,所以它可用来作为一种校验,看看旧规则是否真的在这样一种中间状况下适用 。泡利把这模型算了出来,发现他的计算果然得不出 。的正确能量 。因此对于用经典力学计算分立定态的疑虑增加了,而注意力越来越转到了定态之间的跃迁 。
我们已经懂得,为了获得现象的完整解释,只算出能量是不够的,还必须算出跃迁几率 。我们从爱因斯坦1918年的论文知道,跃迁几率是规定为与始态、终态两个态有关的量 。玻尔曾在其对应原理中指出,跃迁几率可以与电子轨道博里叶展开式的高次谐波的强度联系起来,从而加以估计 。想法是:每条谱线对应于电子运动展开式的一个傅里叶分量,由其振幅的平方便可算出强度 。
当然,这强度不能与爱因斯坦的跃迁几率马上联系起来,但是它与之有关,因此可对爱因斯坦的量作某种估计 。循此思路,注意力逐渐从定态的能量转移到定态之间的跃迁几率,而正是克拉麦斯,开始认真研究原子的色散,并将玻尔模型在辐射时的行为与爱因斯坦系数联结了起来 。在写出色散公式时,克拉麦斯的指导思想是,原子中虚谐振子对应于谐波 。
推荐阅读
- 旧版发票还能否使用,什么是过期发票吗
- 2017聊城房价会下跌吗,聊城的房价还能下降吗
- 全国房价均值,为什么房价却一直上涨
- 房价调控持续时间,广州房价还能飞多久
- 发票虽小干系却大,修改发票 有什么问题
- 山东临沂南坊房价政策,临沂市南坊房价还能再涨吗
- 2018年锦州房价趋势,2018年还能买房吗
- 窝棚房价,沈阳房价还能上涨吗
- 炒房不死房价不跌,为什么自己炒房却炒破产了
- 邯郸未来的房价走势2015,三线城市邯郸房子还能买吗
