上次我们说玻尔在1913年7月、9月和11月发表了三篇关于原子结构的论文,其标题与《论原子和分子的结构》相同,因此历史被称为"三部曲"。
在七月份发表第一篇论文后,丹麦唯一的大学哥本哈根大学和玻尔的母校向玻尔提供了一个外部讲师的职位,即没有职业编辑,更不用说他们让玻尔向非物理学生教授一些基本的物理知识。

显然有点用牛刀杀鸡,虽然玻尔不高兴,但也暂时接受了这个职位,因为他现在在一个连大学都没有的地方工作,是一所技术学院,但玻尔现在却在大举妄为。
玻尔的第二篇论文于9月发表后,正好赶上第83届BSA会议,有许多名字参加,我们都非常熟悉:洛伦兹,居里夫人,艾伦·费斯特,劳尔,当然还有英国的几位前任,汤姆森,卢瑟福,赖利;
玻尔也去参加会议,毕竟英国对他并不陌生,也去看自己的老师。玻尔最新的定量原子模型在会议上得到了正确的讨论。
但除了卢瑟福之外,所有人都反对玻尔的想法,原因很简单,每个人都认为麦克斯韦的理论在任何情况下都应该是正确的。但玻尔说,电子不会在特定的轨道上释放辐射。
您可能还想问:为什么电子不在特定轨道上释放辐射?我只能回答,没有理由,因为世界是量子的,它是不连续的,电子只能存在于这些轨道上,不能存在于任何其他空间中,既然它们不能存在于其他空间中,那么这些轨道就是自然稳定的轨道。
其实,只要你接受世界是断断续续的,就不会有这样的迷茫。在量子理论中,有很多问题你不能问为什么?只要接受它。
在下面的视频中,您将遇到越来越多的问题,您无法问为什么。这就是量子力学的难点。
但玻尔不能这样对其他物理学家说,不要问我为什么,接受它。牛顿从未如此牛逼人,所以他需要继续实验来验证玻尔的量子原子模型,看看他所指的离散能级是否存在。只要它确实存在,它就表明玻尔是对的。
就在1913年11月,当玻尔的第三篇论文发表时,卢瑟福团队的一名成员亨利·莫斯利(Henry Mosley)受到玻尔原子的启发,用电子轰击元素并研究它们释放的X射线。
事实上,玻尔在七月份去找他的同事,要求他做实验来测试他的原子理论。莫斯勒听完玻尔的理论后,他饶有兴趣地开始了实验。
根据玻尔的理论,足够的能量电子轰击特定的金属元素来释放X射线,因为原子基质中的电子被敲除,上层电子向下跳跃,以X射线的形式向外释放两个能级之间的能量差。
根据玻尔的原子模型和释放的X射线的频率,还可以计算出元素核中的核能负荷数。
莫斯利花了两个月的时间将锌从钙轰击到锌,然后继续轰击,随着炮击的增长,他发现元素周期表中元素的顺序确实是按照核动力载荷的顺序排列的,这验证了玻尔关于原子序数概念的最早假设。
莫斯利还发现,每个元素发射的X射线波长是唯一的,并且两个相邻元素之间的X射线波长非常接近,因为它们只相差一个核载荷,这表明如果X射线波长差异相对较大,则中间还有其他未知元素。
所以莫斯利预测了42、43、72、75,这四个新元素。没过多久,这四种元素都被发现了,但不幸的是,莫斯利于1915年在战场上去世。
1914年第一次世界大战爆发,当时所有能打仗的年轻人都去打仗了,科学家无法躲开,刚刚在实验室里一起做实验的同事,成了战场上眼睛里拿着枪的敌人。
就像盖革,马斯登,休伊西一样,都在第一次世界大战中,然后我们谈论德布罗伊和薛定谔为他们的国家效力。
就连卢瑟福也没有时间研究原子,他更关心的是德国潜艇的沉没。
我们接着说,在1914年4月,玻尔原子模型还有另一个关键的证据。德国物理学家詹姆斯·弗兰克和她的侄子古斯塔夫·赫兹,
当他们用电子轰击汞原子时,他们发现只要汞原子释放出紫外线,用于轰击汞原子的电子就会损失4.9 ev的能量。
玻尔的理论完美地解释了实验,4.9ev是汞原子的第一激发态和基态之间的能量差,只要用来轰击汞原子的电子超过这个能量,就有可能发挥基态电子,第一个激发态电子跳下来,就会释放出相应的能量电磁辐射。使用普朗克-爱因斯坦公式,可以计算出这种电磁辐射的波长为253.7纳米,位于紫外线波段。
玻尔的理论和实验非常吻合,这个实验成为验证玻尔原子模型的最有力的证据,随着莫斯利的工作,到1914年底,几乎所有的人都在实验证据面前接受了玻尔的定量原子模型。玻尔的离散能量阶段,电子角动量是量子的,元素光谱的解释被接受。
随着玻尔在科学界的名气越来越大,玻尔终于提出了他长期以来的想法,他告诉哥本哈根大学的管理层,"看看我现在是一个物理学家,当讲师是不合适的,我能给你一个理论物理学的教授职位吗?
大学管理层听了,有点困惑。理论物理教授?这个职位自成立以来从未担任过,它的目的是为玻尔创造一门新学科,但当时,除了德国的大学之外,很少有大学建立这个职位,即使在德国,很少有人专门研究理论物理学。
理论物理学家的工作比较简单,与实验物理学家相比,在爱因斯坦的情况下,当他决定在美洲王子长期工作时,那是1934年,当时爱因斯坦的声誉是全球性的,与哥白尼,布鲁诺,牛顿一起,普林斯顿大学问爱因斯坦,你的办公室需要什么?爱因斯坦说,让我们帮你买它,里面有一张桌子、一支笔和一些纸。
这是标准的三件套理论物理学家,不需要笨重的实验设备,但今天,理论物理已经离不开实验和观察,不再区分理论家和实验者。
玻尔的要求失败了,尽管卢瑟福多次写信给教育部,但答案是慢慢地说出来。让玻尔继续担任讲师是不可能的,玻尔抽出时间在曼彻斯特找到卢瑟福,在那里他被告知卢瑟福将重新介绍他的工作。
但战争推迟了,玻尔在曼彻斯特呆了很长时间,直到1916年5月,哥本哈根大学同意玻尔的要求,设立一名理论物理学教授。
因为与此同时,又发生了另一件事件,让玻尔再次声名鹊起,哥本哈根也不得不认真考虑玻尔的要求。
因为慕尼黑大学的Somyafif不仅接受了玻尔的原子理论,而且在此基础上又进一步引入了两个量子数,即轨道形状量子数K,又称角量子和轨道方向量子数M,又称磁量子束。解释了巴尔曼系统的精细结构,这是无法解释的,并发现了精细的结构常数,以及斯塔克和塞曼效应。
这是我们下一个视频的内容。