大魔法师旅途 第十四章 原子模型

第十四章 原子模型

“这，这是怎么回事？”

“电子穿越了铝箔，这是不是铝箔太薄了。”

这个法师的话刚落，立刻就被旁边的法师怼到：“你是蠢吗？铝箔再薄那也是致密的一层，不，是许多层的原子，既然电子能够透过去，则说明这些原子之间留有比想象中还远的空隙，不不，铝箔是固体不是气体，这表示...原子内部有比我们想象的还大的空隙。”

被怼的法师直到自己犯了常识性的错误，默默的低头，不敢继续说话。

下面的法师纷纷的开始讨论，说话声越来越大，嘉一识趣的在台上不说话，一直等下面的讨论变小了一些，他才继续开口。

“我们看这些感光纸，在铝箔之后的感光纸上有最多的电子产生的光点，而在其余方向，散射出的电子数量要少许多。这意味着，原子的内部并不是致密的，而是存在大量的空隙，当然，这也可能是因为电子的质量太小，体积也太小。如果按照布鲁赫法师提出的模型，即是原子的质量均匀分布在原子之内，只需要留有一些空隙这些电子就能够穿越过去。”

听了嘉一的解释，大家也慢慢反应过来，凭借这个实验并不能说明什么。只见嘉一又拿出来一张金箔，说：“我们在研究放射性物质时发现了三种射线，一种就是电子，另外两种一种带正电，另一种不带电，通过实验测算，我们能够发现，其中一种射线就是失去了电子的氦原子核，如果我们用这种射线来撞击金箔，又会发生什么呢？”

听了嘉一的讲述，下面你的法师将目光又集中到嘉一的实验上。

氦原子核就是阿尔法射线，由2个质子和2个中子组成，很快这些射线撞击到金箔之上，绝大部分的氦原子核都穿越了金箔，但是很快，他们这次观察到了被偏转了很大角度的氦原子核。

“如果按照布鲁赫法师的模型，原子内部质量均匀分布的话，那这种大角度的反射是不应该存在的，就像是你射出去一只利箭，却被一张普通的纸给弹回来了一样。”

这种情况不是达不到，但条件却很苛刻，需要经历多次的散射才能达到这种效果，几率于观察到的情况相去甚远。他们现在观察到的大角度反射情况并不多，数千次粒子流只有一次大角度反射回来，但相比多次散射的几率，这种概率已经算很大了。

“如果我们的金原子核内的质量均匀的分部在原子核内，只凭借原子内的质量是无法阻挡氦原子和，更别说将他们弹射回去。经过我们的计算，如果要将氦原子弹射回去，需要将原子内的质量全部都集中到一点才可以。”

嘉一给了他们一些反应的时间，停顿了一会才继续说：“这表明，原子的内部应该存在一个致密的原子核，而且这个原子核集中了原子内的大部分质量。”

“原子核？”一个法师站起来，“如果质量都集中在一起，那么电子是怎么分布的呢？”

“电子轨道，在我的设想中，应该像是围绕太阳的行星一样，电子在不停的围绕着原子核运转。相互之间的电磁力维系着电子围绕原子核运转，就像是牵引行星的引力一样。”

下面的法师还有疑问，但还没等他说出口，嘉一就继续说：“但是单纯的电磁力是无法满足正负电荷之间的电场力的稳定性要求，所以我认为，电子并不是单纯的围绕着原子核运转，而是分成一个个的能级，有不同的轨道。电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；当电子在这些轨道上运动时，原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量...”

他在对方的质疑还没有提出来之前，就堵上了这一个漏洞，让对方憋得有些难受，说了一句“我暂时没有什么问题了”，便闷闷的坐下。

他说的其实就是原子的波尔模型，算是给原子结构一步到位了，在中学的时候，课本上交的就是波尔模型，这理论延伸开还有每个轨道上关于电子个数的，最外层电子个数让各种不同的电子体现出不同性质，最外层电子个数相同的，表现出相近的化学性质，就是同族。

不过这次嘉一没有将这个给抛出来，要一点一点的来，让大家有个慢慢适应的过程，或许有其他人也能发现这一点。

其实以量子理论来说，波尔模型当然不是完善的，因为电子也有波粒二象性，在原子内部并不一定以粒子形态存在，也就没有什么轨道的说法。有一种说法就认为电子在原子内部就是一团概率云，只是坍缩的时候会出现在轨道上，表现出来就是电子有了轨道。

但这种说法太超前了，现在就连普朗克常量都没出来，黑体辐射的问也没有完全解决，提出这种概念还太早，而且也太难以让人接受。

中学的课程上之所以使用波尔模型，就是这种模型更容易理解，虽然这是一个经典模型，流传到时间很广，但是在科学界存在的时间却并不长，就被后续的电子云模型取代。但这个模型承前启后，一直到嘉一穿越之前，都是一个很好的近似。他描绘的原子结构图虽然过时，却是如此的形象生动，一直是大众心目中的标准样式，甚至代表了科学的形象。

一直到80年代末，在中国的大街上到处可见那个几个电子围绕一个原子和运转的椭圆轨道的模型，甚至有些教科书的封面上都有这种图案，直到90年代末才终于开始消失，或许是有人开始意识到这个问题。

无论他的模型有什么缺陷，比较起其他的原子模型，都已经算是一种很完善的理论了，只是现在咋一提出来，并不是所有人都能立刻接受。

嘉一说完，下方的法师就开始沸沸扬扬的讨论，特别是关于电磁力的部分。不过嘉一提出的太突兀，大家都没有详细的准备，一时间也没有太激烈的反驳。

但是有人已经隐隐的感觉到，这个理论有几分想要推翻马格奈方程的影子。

等到嘉一走下来，马格奈率先走过去，笑着问道：“你怎么解释电子围绕原子核运动所产生的电磁辐射来？”

嘉一无奈的摇摇头：“这是目前无法解释的。只希望以后有人能够解决它，我暂时还没有思路。”

他其实也没有打算进行解释，在量子状态过渡到经典电磁理论的过程中，无论何时，两种体系都有一个确定的对应状态。

马格奈并不相信他毫无头绪，在他影像中嘉一一直都是说一分留三分的，但只是笑了笑没有说话。

麦格尼走过来说道：“听说你前段时间不少在研究黑体辐射吗？怎么现在又转向原子结构了，你这样东边搞一下西边搞一下，不如集中精力攻克一个方面。”

嘉一连忙说道：“黑体辐射方面我其实也没有放下，这是我研究的结果。”

他说着拿出来一叠稿纸递了过来，上面密密麻麻的写满了演算的步骤。

麦格尼接过一看上去就皱了下眉头，虽然不是第一次见到，但无论看几遍都会觉得嘉一的字难看，这让麦格尼这种从小精英化培养出来的法师不大看得惯。不过一想到嘉一的年纪和成就，却又立刻原谅了他，毕竟人无完人，字写得难看反倒让她觉得嘉一像是一个正常人。