板书了一会儿,接着说:“今天讲的东西伱会很感兴趣,是最近几年的一项原子领域的光谱学成果,出自德国物理学家斯塔克。值得注意的是,他还运用了量子理论,所以有一定难度。”
李谕要讲的就是四年前斯塔克发现的原子光谱的多普勒效应。
关于斯塔克这个人,稍微介绍几句,他此后也成了“德意志物理学家”,与雷纳德是一路人,都为纳粹效力,是爱因斯坦的死敌。
但斯塔克在物理学,尤其是实验物理学方面,与雷纳德都是位于第一流的,水平相当高。
从上大学开始,斯塔克只用了三年时间就拿了博士学位。这种速度放在后世几乎不可能,但在目前来说,不算什么特别稀奇的事情,普朗克与玻尔兹曼都是二十一岁左右就拿到了博士。
说回斯塔克的研究,他用一个非常巧妙的实验论证了几年前困扰物理学界的一个问题:到底是原子发光,还是离子在发光。
现代人肯定一下子就能给出答案:原子、离子都可以发光。
但这个问题在1907年以前,学界并不知道。
斯塔克的思路非常奇妙,就是利用多普勒效应:离子在电场中会有一个速度,如果是离子发光,发光的频率就和离子的速度相关;
而如果是原子发光的话,由于原子是电中性,在电场中不会受力加速,所以发光的频率不会发生变化。
然后根据红移和蓝移现象,就能够得出结论。
斯塔克利用这个原理,设计出实验,发现原子和离子都会发光。
具体的过程真的相当巧妙。
不仅如此,斯塔克还凭借出色的物理直觉发现靠近静态谱线的区域,几乎没有发光现象:越靠近静态谱线,说明氢离子速度越小。
斯塔克怀疑低速的氢离子不会发光。然后就是关于这一点,斯塔克依靠普朗克的量子理论给出了一个解释。
而一旦涉及到普朗克的量子论,就挺考验数学功底了。
毕竟连普朗克在提到自己