【物理学家】一生培养7名诺奖得主，他才是物理学界的“无冕之王（三）

2018-12-08 22:22 分类：滚动来源：环球物理

『甘肃龙网摘要_【物理学家】一生培养7名诺奖得主，他才是物理学界的“无冕之王（三）』进行了这项实验。在 1912 年的 6 月 8 日，索末菲向慕尼黑科学院展示了 X 射线的波属性。 然而，索末菲最重要的遗产是众所周知的 索末菲原子模型 。1915 年，索末菲发展了玻尔的原子模型（发表于两年前）。虽然玻尔...


进行了这项实验。在 1912 年的 6 月 8 日，索末菲向慕尼黑科学院展示了 X 射线的波属性。

然而，索末菲最重要的遗产是众所周知的索末菲原子模型。1915 年，索末菲发展了玻尔的原子模型（发表于两年前）。虽然玻尔的模型适用于氢原子，也就是只有一个电子的原子，但它无法解释拥有多个电子的原子的行为。

为了解决这个问题，在玻尔模型的圆形轨道之外，索末菲考虑了椭圆轨道，以及一些原子中的电子以相对论速度运动这一事实。索末菲的原子模型是玻尔原子模型的推广，它结合了经典物理学和普朗克量子理论的概念，是“旧量子理论”最重要的结果之一。

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索末菲原子模型中的椭圆轨道。| 图片来源：Pieter Kuiper

索末菲最引人注目的成就之一，是在狭义相对论的框架内对类氢原子的研究，这为氢原子的精细结构提供了理论解释。

1916 年，索末菲引入精细结构常数（α=1/137），作为根据玻尔模型来预测原子的谱线偏离的相对论度量。但是，多年以来，精细结构常数被用来在量子电动力学（QED）中描述带电基本粒子之间的电磁相互作用力。

直到 1920 年左右，由于薛定谔、玻恩等当时已经很著名的物理学家以及狄拉克、德布罗意、泡利、海森堡等年轻物理学家的贡献，量子力学的时代开始到来，然而在此之前，索末菲的原子模型（或称玻尔-索末菲模型）一直是确凿有效的。薛定谔的波动方程以及玻恩对波函数的概率诠释标志着玻尔-索末菲原子模型的最终消亡，尽管它成功地描述了氢原子的光谱。

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