第三百四十三幕.原子模型与能量不连续理论
面对德米特里阁下的提问，莱纳沉默了。 克莱尔有些不安地看向莱纳，她看见莱纳似乎在思考，过了大约一分钟，才开口说道。 “准确的说，德米特里会长，我认为光电效应体现的是光的粒子性。” 他看似重复多余的话语，却让两位高阶法师思绪万千。 “粒子性？” 菲尔德阁下觉察到了莱纳话语中的特殊之处，便开口问道。 “你的意思是，光具有粒子的性质，却并非一种粒子？” “我暂时不能肯定自己的猜测，众所周知，光能够发生干涉和衍射现象，这是波的特性，但光电效应中，光又呈现出粒子的特性，这便是众人争执的原因，根据剃刀原理，我们不应该假设光是复杂的，所以大家争论的焦点就是光到底属于哪一边。” 莱纳斟酌着词语说道，他还无法断定光的波粒二象性，因此也不敢提出这个概念。 哪怕是学识最渊博的高阶法师，想必也不能很快接受光即是一种波，也是一种粒子这样疯狂的念头，更何况两派争论已久，他们肯定不想要一个模棱两可的答案。 “但是不是有这样一种可能性，光是一种具有粒子性质的波，或者具有波动性质的粒子？” 莱纳的话犹如一道晴天霹雳，令两位高阶法师愣住了。 “这样的物质，到目前为止并没有发现过。” 菲尔德阁下有些苦涩地说道，炼金系的法师对于物质的解析居于前列，但现在并没有发现像莱纳所说，同时具有两种性质的物质。 定义往往比发现更难，因为这将作为一个基准。 “嗯，但至少，光电效应验证了光具有粒子的特性，同时证明了施坦因公式与施坦因常数的正确。” 莱纳点头道，他现在缺乏一定的手段来验证，不过有关施坦因公式的另一个应用，莱纳却已经心中有数。 “能量不连续理论是正确的，可以验证的，两位阁下，我认为这个理论可以解决我们目前遇到的一个问题。” 继续争执光到底是波还是粒子也没有什么结果，莱纳便提起了另一个研究。 “什么问题？” 德米特里会长还尚未从莱纳的那不经意间提到的猜测中缓过神，光的波动说与粒子说持续多年，除非有明确的证据证明，否则法师们是很难接受光拥有两者特性的说法的。 听到莱纳又有新的思路，德米特里会长也不再纠结，急忙问道。 “有关原子模型的问题。” 莱纳稍稍移动手指，半空中原本呈现的施坦因公式与光电相应方程立刻消失不见，转而变成了原子模型的样子。 这个模型中，原子核是小小的一点，而外围，无数的电子飞驰，环绕着原子核做圆周运动，这是目前的理论所推导出的原子核式模型。 “这是现在法师们公认的原子模型，基本能够解释金箔实验中出现的问题，但却也留下了一些疑问。” 莱纳说道，令两位元素系的大拿微微点头。 “首先，这个模型中，电子的运动轨迹无法确认，虽然能够通过质量与电荷计算出理论的轨道，但却无法解释电子如果分布在同一个轨道上，元素的性质为何会产生周期性的变化这一点。” 这个疑问很简单，元素的性质会呈现周期性，那么性质类似的元素的原子之间必然有某些地方应当是类似的，而原子核的质量不同，就只能从电子这边找规律了。 如果电子处在同一轨道球面，那么哪一个电子在哪个轨道，这是如何判定的，不同的元素又是靠什么来形成周期性的，这些都是悬而未决的疑问。 也有人猜测，电子就像是环绕着恒星的行星一般，分散在不同的轨道上，互不干扰，但这也无法解释这些电子如此安分的原因。 另外还有一点，按照纽因顿-霍兰德方程组，电子在环绕原子核运转的时候，必然会释放出电磁波，同时，电子的能量将会逐渐减少，最终坠落到原子核上而毁灭，可这与实验现象不符合，原子并不会出现电子迅速减少的情况。 最后，在对一些元素的原子进行光谱分析的时候，法师们发现这些原子的光谱呈现出几道清晰的谱线，与电子轨道一致的说法相违背。 “你有什么想法？” 菲尔德阁下对原子模型也有一定的研究，他对这些问题感受很深，直觉告诉菲尔德阁下，他可能需要一些新的思路或者理论，才能解决这些问题。 “我在思考，能否将能量不连续理论应用到原子模型之中。” 莱纳说着，挥动手指，原本的原子模型立刻变化，虽然电子依旧环绕着原子核运转，但已经分离出了许多层。 “微观粒子的能量无法连续改变，所以电子实际上是分布在几个确定的轨道上，在这个轨道上的运动不会损失能量，也无法得到能量，是一个稳定状态，按照计算，距离原子核最近的电子所具有的能量最低，而远离的则最高。” 听着莱纳的说明，两位高阶法师愣住了，他们知道能量不连续理论，也知道原子模型，却没想到两者竟然能够以这种方式结合到一起。 “当电子得到能量的时候，就会改变轨道，向外移动，这种移动我称之为跃迁，而很明显，跃迁的时候随着能量的改变，必然会以电磁波的形式放出或者吸收能量，这个电磁波的波长与能量之间的关系，我认为应该能够满足施坦因常数。” 实际上这也是光电效应在原子模型上的解释，莱纳补充道 没有留下太多思考的时间，莱纳一鼓作气地继续开口。 “同时，元素的周期性应该与电子的外层排布有关，如果我们对其进行光谱分析，通过谱线的波长，应当能够确定各个电子的轨道，进行计算，如果满足施坦因公式，那么这个猜想就能够确认。” 莱纳说出的一系列理论与验证方法，德米特里会长和菲尔德阁下几乎在听到的时候就立刻理解了其中的内涵。 两人对视了一眼，随后看向莱纳。 “我们现在就进行实验。”