重生物理大时代 078.真的有这么聪明的人?

作者:短尾大猞猁书名:重生物理大时代更新时间:2021/08/05 12:50字数:2106

  

将来自钼靶的X射线投射到石墨上后,观测被散射后的x射线。

理论上可以发现其中包含有两种不同频率的成分,一种频率和原来入射的X射线的频率相同,而另一种则比原来入射X射线的频率小。

这就是验证康普顿效应的主要实验内容。

很简单,却没有人往这方面想过。

在这个时代物理学界的主流认知中:改变频率的成分可用通常的波动理论来说明。

因为根据光的波动理论,散射不会改变入射光的频率。

而这也正好可以符合实验中的第一种情况。

但问题就在这里,第二种频率变小的成分又是从哪里来的?

这是经典物理无法解释的。

在1921年康普顿发现这个问题前,竟没有任何一个人认识到这个问题!

“所以说,为什么海因里希你会思考这种东西?”

卢格安迟疑了一下,缓缓开口道:“可能是因为爱因斯坦的光量子假说吧。”

“这和爱因斯坦又有什么关系?”古德施密特疑惑不解地看着卢格安:“光量子?那不是爱因斯坦的绥靖理论吗?”

卢格安摇摇头:“爱因斯坦的过人智慧让他不会对任何理论做出妥协。”

“确实。”玻尔认同地点点头:“爱因斯坦的每个大胆假设背后,都有相应的预言,就像物质波那样。”

“所以光的散射又和光量子有什么关系?”

“我认为,之所以会出现射线频率降低的现象,是由光量子和电子的相互碰撞引起的。

光量子不仅具有能量,而且具有某些类似力学意义的动量,在碰撞过程中,光子把一部分能量传递给电子,减少了它的能量,因而也就降低了它的频率。

另外,根据碰撞粒子的能量和动量守恒,可以导出频率改变和散射角的依赖关系。“

听到这,查德威克不由得皱起眉头:“光的粒子性?”

“不。”卢格安眼神格外认真:“是光的波粒二象性!这也是物质波理论的主要依据之一,包括光量子在内,所有粒子都具有波粒二象性!”

解释到这,卢格安终于把话给圆了回来。

之所以会去研究光路散射实验,是因为爱因斯坦的光量子假说;之所以研究光量子,是因为我现在在搞物质波!

一个完美的逻辑链就此诞生。

在场众人听罢,齐齐陷入沉默。

他们互相对视一眼,均从对方的眼中看到了深深的心悸!

这个卢格安·海因里希,未免有些恐怖了!

不仅提出了一个颠覆性的设想,并且还触类旁通,利用爱因斯坦的光量子假说反过来验证自己的理论,甚至还做了一个思想实验,并且预言了可能发生的现象。

如果这个实验的现象真的和预期一致,散射后的X射线出现两种成分,那卢格安这个人就不只是但用“妖孽”一词就能形容的了。

上帝!

这种直达真理终点的恐怖物理直感,只有全知全能的上帝才能拥有!

四个在欧洲都赫赫有名的大物理学家,都用看外星人的目光盯着卢格安,仿佛要看穿卢格安的大脑,看看里面到底有没有住着什么神仙。

而一切的始作俑者——卢格安·海因里希却毫无自觉,只是自顾自地反思着刚才的逻辑链里有没有漏洞……

康普顿深吸了一口气,沉声道:“我回卡文迪许实验室后,就马上准备这个实验……不!我现在就写信给汤姆逊,让他去准备!”