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講 題當電子碰見量子
講 者臺灣大學物理學系 - 陳義裕 教授
日 期2013/04/20長 度02:30:00人 氣676 次
摘 要
  十九世紀晚期蓬勃發展的光譜分析,讓人們醉心於發現新的元素。此時,荷蘭物理學家塞曼(Zeeman)發現了鈉原子在外加磁場環境下,光譜線有著分裂的現象,此一後來由勞倫茲解釋被稱為「塞曼效應」的實驗,也正是電子悄悄的跟世人預告它的即將登場。稍後,英國的湯姆森用陰極射線管在實驗上證實了電子的存在。至此,人們從電子開始進入了次原子世界的探索。

然而,原子內部的結構是如何呢? 一個來自羊比人多的國家青年科學家---拉塞福,又是如何以行星模型打敗了湯姆森的葡萄乾布丁模型?陳義裕老師將告訴我們其實驗過程之艱辛及深遠影響。然而,面對古典電動力學,行星模型有它無可避免的不穩定態結局。而歷史的接力棒此時也要交到了來自丹麥年輕而又才氣縱橫的波耳手上。波耳大膽地引進普朗克不連續的"量子"觀念,把它與愛因斯坦的光量子理論結合,進而成功修改了行星模型;而讓他跨出決定性一步的物理公式,正是由瑞士中學數學教師巴爾麥利用休閒時間完成的遊戲之作!這實在是歷史的巧合與幸運。

最後在本場演講中,陳義裕老師亦將介紹為解決電子的存在與原子結構,由索末非等人發展出之「舊量子論」,法國人德布羅意大膽地假設物質波概念及最後由湯姆森的兒子等人完成的電子繞射實驗,不但證實了電子具有波動的性質,也為即將到來的量子力學之創建打下了堅實的基礎。
提 供臺大科學教育發展中心-探索基礎科學系列講座第九期
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