078.真的有这么聪明的人?-《重生物理大时代》


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    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。
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