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《從劍橋留學生到物理學之神》第283章 受激輻射!激光原理!驗證光的波粒二象性!
   第283章 受激輻射!激光原理!驗證光的波粒二象性!
  愛因斯坦在電子自發吸收和自發輻射,兩種躍遷方式的示意圖旁,又加了一個示意圖。只不過這個示意圖相比前兩個,多了一個東西。

左邊有一小段帶箭頭的波浪線。

右邊是兩小段同樣的波浪線。

這表示它們應該是同樣的東西。

愛因斯坦說道:“這個波浪線箭頭代表一個光量子。”

“而示意圖表示的,就是光量子和激發態電子碰撞的過程。”

“當電子已經處在激發態時,如果這時候我們用一個光量子去撞擊電子,那麽電子並不會吸收這個光量子的能量。”

“電子會受到碰撞,立刻向低能級躍遷。”

“而且在躍遷的過程中,會釋放出和碰撞它的光量子一模一樣的一個光量子。”

“波長、偏振等性質完全一樣。”

“這種電子躍遷方式,我把它叫做【受激輻射】。”

“用於撞擊的光量子的能量,需要等於高能級和低能級的差值。”

接著愛因斯坦開始計算,把光量子和電子看成小球,使用力學公式進行模擬計算。

“我想在座的各位,一定會有疑問。”

“這個所謂的受激輻射和自發輻射有什麽區別嗎?”

“因為兩種過程中,電子發射出的光量子的頻率都是一樣的。”

“它只和能級差有關。”

“是的,光量子的頻率沒有區別。”

“但是自發輻射的光量子形成的電磁波,它們的相位、偏振、傳播方向各不相同。”

“而受激輻射的光量子形成的電磁波,與外來光量子的性質完全一樣。”

“因此受激輻射發出的電磁波具有相乾性。”

嘩!
一說到相乾性,在場的哪怕是學生也都能理解。

因為相乾是波動學最基礎的概念。

所謂相乾就是相互干涉。

如果兩個或以上的波,它們的頻率相同,相差恆定,那麽它們就是相乾的波。

電磁波也是波動。

所以也有相乾的性質。

如果兩束光的頻率相同,相差恆定,那麽它們就是相乾光。

否則就是不相乾的光,比如白熾燈的光、太陽光等,都是雜亂的非相乾光。

相乾的光,可以發生相長干涉和相消干涉。

也就是通常所說的加強或者減弱。

而愛因斯坦提出的受激輻射相乾光,不僅僅是頻率、相差相同,就連偏振方向和傳播方向都是相同的。

這可是非常難得的情況。

如果他的理論真的能實現,那一定大有用處。

李奇維看著愛因斯坦分享完他的理論,心中佩服的五體投地。

真實歷史上,愛因斯坦在發表完廣義相對論之後,就成為了物理學的一代宗師。

閑來無事,他覺得太無聊了。

於是乾脆研究一下量子論吧,誰讓它現在很火熱呢。

沒想到,這隨便一研究,就搞出了一個重大成果,也就是所謂的受激輻射。

這個理論就是後世激光的基礎。

通過這種方式,大量相乾的光量子可以疊加在一起,向前傳播而不會四面八方擴散。

在極小的面積內,有大量相乾光,所以光的強度會非常非常高。

從而形成所謂的激光。

它的全稱就是:原子受激輻射的光。

激光是20世紀以來,繼核能、電腦,半導體後,人類的又有一個重大發明。

它被稱為“最快的刀”、“最準的尺”“最亮的光,”,在無數的領域都有重要的作用。

人類發明的第一束激光是在1960年。

而它的原理是愛因斯坦在1916年就提出。

愛因斯坦簡簡單單就領先時代四十多年。

這也是理論遠遠超前實驗的例子。

此刻,在場的大佬們都被愛因斯坦的理論功底折服。

竟然憑借理論推導,就發現了一個全新的躍遷方式。

而且這個理論好像還有很大的應用價值。

“果然不愧是和布魯斯一起發表狹義相對論的人,這個想法確實很天才。”

“我甚至覺得憑借這個理論,未來是不是會造出一種光武器。”

“如果有無窮的光疊加的話,那形成的能量將會非常恐怖。”

“愛因斯坦這是弄出了一個了不得的東西啊。”

大佬們果然是站得高看得遠,很快就發現受激輻射的應用潛力。

不過,這對儀器的精密程度和材料要求非常高。

憑借現在的技術,想要實現受激輻射,並且把它應用,無異於天方夜譚。

因此,大家主要還是關注其理論價值。

此刻,玻爾重重舒了一口氣。

“還好,這只不過是對模型的補充而已。”

“反而變相地證明了玻爾模型的可擴展性。”

玻爾心情極好。

愛因斯坦看似在挑戰玻爾模型,找出它的不足之處。

其實是從另一個角度,證明了玻爾模型的正確性。

果然是導師的好友,原來是來幫我的。

這時,李奇維也是滿臉佩服地說道:“真是精彩的理論,愛因斯坦。”

“你要是全力加入量子論的研究,一定能取得更大的成果。”

愛因斯坦微微一笑,他正準備如此做。

因為某個天殺的把他的廣相給奪走了。

導致老愛同學暫時失去了方向。

東一榔頭西一棒槌,什麽火熱研究什麽。

“哈哈,謝謝你的誇獎,布魯斯。”

“我會好好考慮的。”

這一刻,在場的絕大多數人對於量子論,已經無比信服了。

他們想不到,那些大佬們要提出什麽問題去質疑。

目前看,量子論沒有任何的問題啊。

不管是從理論還是實驗角度,它都是邏輯自恰的。

甚至還能基於這個理論,創造出全新的東西,比如愛因斯坦的受激輻射。

量子論真是好東西啊。

就在愛因斯坦準備下台,李奇維宣布進入提問環節時。

忽然,人群中站起來一個人。

李奇維朝對方看去,還是個熟人,正是他在美國見過一面的康普頓。

此時,康普頓的大哥卡爾趕緊把頭埋低,腦門上冒出黑線。

“上帝啊,康普頓,你瞎湊什麽熱鬧。”

“這裡能有你說話的份嗎?”

“連我都只能老老實實坐在這裡聽講,你是要幹啥,上天嗎?”

然而無論他怎麽拽康普頓的褲腿,對方死活不坐下,顯然有話要說。

這時,眾人也都朝他看去,發現是一個毛頭小子,便不再注意。

估計是想出名的年輕人。

就是不知道實力怎麽樣了。

然而,前排的威爾遜轉頭看到康普頓後,頓時感覺心臟猛地一跳。

糟糕,是心動的感覺。

威爾遜想不明白,為什麽這個年輕人會給他一種非常特別的感覺。

就好像.好像是命中注定。

他喃喃自語:“真是奇怪,我覺得未來,我肯定會和這個小夥子發生點什麽。”

此刻,康普頓渾然不懼場內大佬們的眼光,而是堅定地看著李奇維。

李奇維也懵逼了,不知道對方是啥意思。

你現在可是小卡拉米,難道也要上來報告,不可能吧。

“哦,原來是康普頓,你有什麽問題嗎?”李奇維的話讓眾人一驚,沒想到布魯斯竟然還認識這個年輕人。

那看來不能小覷對方了。

布魯斯身邊,沒有無名之輩。

康普頓激動地說道:“布魯斯教授您好,愛因斯坦教授您好。”

“剛才愛因斯坦教授利用光量子的概念,預言了受激輻射的存在。”

“但是據我了解,當前物理學界對於光量子還沒有形成統一意見。”

“甚至布魯斯教授您提出的,光具有波粒二象性的觀點,也沒有被完全認可。”

“但是我個人是認可這個觀點的。”

“我認為光量子是存在的。”

“光也具有波粒二象性。”

“所以,我想問一下布魯斯教授,該如何去做實驗驗證呢?”

“我想研究這個方向。”

轟!
康普頓的話讓全場的人震驚了。

隨即就是爆發出哄笑聲。

卡爾的頭埋的更低了。

自己這個弟弟是真牛逼。

你是什麽身份,伱認可有什麽用。

果然,不少人開始議論紛紛。

“果然是初生牛犢不怕虎啊,年輕人就該有這樣的勇氣。”

“先樹立一個小目標,然後朝它去努力。”

“呵呵,我看他是牛皮吹大了,認不清自己。”

“他以為誰都是玻爾和錢五師啊。”

“布魯斯教授的成果,哪裡是那麽好驗證的。”

“密立根僅僅驗證了光電效應,就已經名聲大噪,可見難度之大。”

眾人的議論和質疑沒有讓康普頓失落。

他只是在靜靜等待李奇維的回答。

面對康普頓的提問,李奇維臉色古怪。

小夥子你也太心急了。

該是你的,跑都跑不了。

李奇維沒想到,只是見了康普頓一面,就已經讓對方提前關注光的波粒二象性了。

但是,他總不能直接說,別急,未來的你肯定知道。

於是,李奇維沉思了一會,笑著說道:

“抱歉,康普頓,我不能給你任何可行的建議。”

“不然的話,我早都自己去做了,哪還輪得上別人。”

眾人哈哈大笑。

“不過,我可以提出幾個方向,供你參考。”

“既然光具有粒子的特性,那就要通過粒子的實驗去驗證它。”

“比如光的碰撞行為、動量變化等等。”

“這些運動學的概念,是粒子才具備的。”

“如果光也是粒子,那它一定也有這些性質。”

“當然,說起來很簡單,做起來會非常複雜。”

“光不是實心鐵球,想讓它表現出粒子性,就需要一些技巧了。”

李奇維的話不僅讓康普頓沉思,就連在場的大佬們也是很有啟發。

現代物理學的發展已經超乎了所有人的想象。

所以光具有波粒二象性,這種匪夷所思的情況,大家現在也不敢第一時間反對了。

雖然沒有人能夠想象,一個東西要怎麽才能既是波又是粒子。

但無所謂了。

一切靠實驗數據說話。

實驗能證明它是,那它就是,你不用管它是什麽樣的。

人類不能想象的東西太多了。

而且布魯斯的建議確實是一個可行的方向。

但是僅僅簡單思考一下,就知道這個實驗得多精密,不是隨便就能成功的。

大哥卡爾松了一口氣,康普頓的表現還行。

雖然狂妄了一點,但也符合他的年齡。

布魯斯教授年輕的時候,那才叫真正的狂。

康普頓說聲謝謝後,就坐下了。

在場的人都把康普頓的事,當成了一個小插曲。

然而,在不久的未來,他們就會震驚。

今天的插曲將會開啟一段多麽波瀾壯闊的物理學史。

這時,李奇維頓了頓嗓子,瞬間引起了所有人的注意。

大家全都聚精會神,急不可耐的神色已經寫在了臉上。

接下來就是最激動人心的時刻了。

大佬提問!

當然,任何人都可以提問。

只不過提問是非常考驗個人能力的。

一個好的問題可以發人深思,但是一個差的問題只能貽笑大方。

李奇維笑著說道:“任何理論都是在不斷的發展中完善的。”

“當一個全新的理論出現時,我們既不能盲目追捧,也不能無端打壓。”

“而是應該抱著最科學嚴謹的態度,去研究這個理論。”

“這也是本次會議的最終目標。”

“我既然敢說,量子論是現代物理學的兩大根基,那我就要對它負責。”

“所以,歡迎大家從各種角度,找出玻爾模型的不足。”

“讓我們一起把量子論推到巔峰!”

轟!
會場頓時爆發出驚天動地的掌聲。

所有人都被李奇維的大氣魄所感染。

這才是物理研究該有的原則。

也是一個物理大師該有的胸襟。

一個理論公開拿出來討論,所有人都可以質疑。

而不是像以前的牛頓力學一樣,所有人隻敢奉為圭臬,不敢挑戰牛頓的權威。

物理學只有對錯,沒有權威!

即便是上帝,也要被納入物理定律!
等到眾人的情緒和掌聲逐漸平複後,第一個提問者出現了。

赫然是邁克爾遜教授。

只見他笑著開口說道:“我年齡大了,怕待會就記不住問題了,我第一個提問吧。”

“玻爾,你看可以嗎?”

嘩!
會場頓時騷動起來。

沒想到剛開始上場的就是諾獎大佬。

這也太勁爆了。

“我的上帝,這也太誇張了。”

“我以為大佬們都會最後才出手呢。”

“完了,大佬在前提問,我們哪還敢提問啊,恐怕會笑掉別人大牙。”

演講台中央的玻爾也是一驚。

那可是諾獎大佬啊。

而且對方還是物理學界的老前輩,第一朵烏雲的發現者。

玻爾知道邁克爾遜最擅長的就是精密光學。

看來對方的問題肯定和光譜學有關系了。

一時間,玻爾不敢大意,準備全力以赴。

他深吸口氣,沉穩地說道:
“當然可以,邁克爾遜教授,歡迎您的提問。”

(本章完)
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