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一代天骄波尔兹曼(Boltzmann)与统计物理(16) 精选

已有 5732 次阅读 2014-3-2 08:15 |系统分类:科普集锦

汤老祖发话,请就请吧!小卢心想给他个博后,让他自己瞎逛去,与我无干。这波散仙接了邀请,腾云驾雾一般,转眼来到曼彻斯特大学。够潇洒,还带着个女仙,羞羞答答,叫玛鸽(Margrethe。散仙叹口气,说没办法,想甩,甩不掉。小卢没想到散仙如此有趣,不过更喜欢那仙姑玛鸽,大家欢天喜地喝酒不提。


席间,波散仙敬佩诺奖得主小卢之情溢于言表。小卢也不理他,只和玛鸽搭话。酒过三巡,散仙突然对小卢傻笑,冒出一句:卢道长你的新文我拜读了,佩服搞实验物理的巧妙道术,功高盖祖。小卢客套一句,不想理他。散仙又说:然而巧则巧矣,结论却有问题。小卢不耐烦:喝酒喝酒,明天说不迟。

小卢躲了几天,最后实在过意不去,叫波尔来讨论。结果一发不可收拾,吵得绅士风度全无,连散步也把玛丽玛鸽撇在一边。二仙姑也不跟他们一般见识。自去说悄悄话。几天下来,小卢又喜又悲。喜的是这散仙道术真的不浅,如今谈笑有鸿儒。悲的是他的小太阳系看来要爆炸了。。。不,要坍塌了。。。反正一回事:要完蛋了!

各位别忘了,在卢道长的原子里,电子们都绕着原子核乱转。电荷做圆周或者椭圆运动,就形成一个环形电流。同时有个加速度,至少是向心加速度(圆周运动)。有加速度,速度随时间变化。电流与速度成正比,电流也随时间变化,对时间的一次导数不得零。把电流的一次导数放到麦克斯韦-安培方程(Maxwell-Ampère equation参考文献)里去,马上看出那个电流产生的磁场也随时间变化。再把磁场对时间的一次导数放到麦克斯韦-法拉第(Maxwell-Faraday equation)方程里去,就发现这变化的磁场会产生一个电场。因为是周期性变化的磁场,这个电场也周期变化,时间导数不得零。把这个电场的一次导数再放回到麦克斯韦-安培方程里,会产生另一个变化的磁场,这变化的磁场又产生另一个变化的电场。如此周而复始,无穷无尽,磁场和电场不离不弃,翻滚而去,形成电磁波。

卢道长明眼人,不用多说。这电磁波一跟头十万八千里,能量都来自原子里那些旋转的电子。电子们会因此失去旋转能量,一跟头栽到原子核上。原子仙丹必然坍塌无疑。这一下子道长睡不着觉了,日夜琢磨如何使电子不掉下去,茶饭不思,愁得玛丽求玛鸽快让散仙想个办法。再炼出个新丹也行!

散仙闲逛了一阵,与卢道长关系密切了许多。并不慈悲为怀。一天趁着酒兴,说到:卢哥,犯愁也没用。只要电子绕原子核转,你那个仙丹没救。卢道长说:我就不信。我的试验结果在那里摆着,小原子核带正电,电子带负电,两者相吸引,它不转必然掉到原子核上去。现在先贤麦克斯韦又说它即使旋转也会掉下去。如何是好!一定有个未知的物理机制,鬼使神差,使电子既转又不发射电磁波或光波,违反先贤的古训。

散仙听了沉思,点点头。一会儿又摇头道:卢哥,即使电子不掉下去,也有一个更大的麻烦。你看那边的天线,它发出的电磁波的频率就等于天线里电流周期变化的频率。卢道长说:这个大学生都知道,也是麦先贤方程的古训。那又怎么样?散仙说:你想想,电子周期运动,就是说它形成的环形电流在周期变化,像个小天线。那么原子辐射的光的频率应该等于电子绕核旋转的频率。道长说正是,那又如何?

散仙道:电子旋转的频率用牛顿方程和运动条件可以解出来,应该是不受限制的。比如说氢原子气体发光,无数个原子无数个电子,大家混乱运动,怎么转的都有。什么频率都有。发出的光就应该有无数个不同的频率。这一点你应该同意吧?

道长听到这里,如五雷轰顶,登时就呆了。




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