034.泡利不相容原理！
目录：重生物理大时代| 作者：短尾大猞猁| 类别：历史军事
事情还要从10分钟前说起。
诺奖五人组的讨论愈发激烈，卢格安听了一会后，便开始神游天外了。
虽然看着物理学前辈一点一点探求真相的过程很有趣，但是那种自己知道却不能说的感觉，实在是太糟糕了。 卢格安一阵游弋，看看场中吵得不可开交，面红耳赤的五人组；又撇了眼看热闹不嫌事大的泡利；最终将视线移到夏洛特身上。
“如果你觉得无聊，可以出去逛逛。”
夏洛特摇摇头，饶有兴致地看着这吵闹的场面：“虽然听不太懂，但感觉还挺有意思的。”
“不只是你，其实我也听不太懂。”
卢格安深有同感地点点头。 这几位大佬的母语都不是英语，口音极重不说，有的时候还词不达意。
也亏这帮人能交流下来。
可能这就是物理人的默契吧……
“或许我以后应该去办一个英语学习班。”卢格安一脸认真地调侃道：“肯定能挣大钱。”
夏洛特一阵忍俊不禁，捂嘴忍笑道：“我可以应聘老师。” “我可付不起你的工资。”
“就当是为了你们物理学未来的发展？”
“物理学不值得我每个月花费20马克。”
“给你打工每个月就给20马克？”
“这不是重点……” 卢格安和夏洛特调笑着 ，就在这时，他却感觉周围的气氛有点不对，空气寂静了下来。
卢格安一转头，就迎来了6道神色各异的视线。
泡利一个劲给他使眼色；爱因斯坦的视线多为调笑；玻尔则多为疑惑；角落里的普朗克教授始终保持沉默。
而索墨菲尔德教授的脸色直接沉了下来，对卢格安这种溜号行为非常不满。
索墨菲尔德沉着声音，语气不善，用德语问道：“海因里希，你在干什么？” 卢格安尴尬地摸摸鼻子，讪笑道：“我在和夏洛特讨论原子谱线分裂时的反常塞曼效应。”
“哦？所以说你们讨论出了什么？”
爱因斯坦毫不客气地拆台，笑着眯起眼睛，准备看卢格安的热闹。
卢格安横了一眼爱因斯坦，又看了看索墨菲尔德教授阴沉的表情，已经将不满写在了脸上。
见状，卢格安心里叹了口气。
大意了……
因为自己孟浪的行为，索墨菲尔德教授是真的生气了，如果不拿出点东西来，恐怕今天的事情会很难收场。
卢格安沉吟片刻，仔细斟酌着接下来要说出的话。
在众人各异的视线中，卢格安沉默许久，最终深吸了一口气。
“大家都知道，反常塞曼效应的实验中，处于弱外磁场的碱金属理应出现三道光谱，但实际却出现了两条。
玻尔先生给出的解释是，因为原子核的有限角动量，才会出现双重线结构。”
卢格安操着一口流利的英语，不紧不慢地阐述着，让所有人都能听懂。
正准备看热闹的爱因斯坦，看着滔滔不绝的卢格安，眼神中流露出一抹诧异。
这小子，还真能说出点东西来？
事实上，刚才他们五人组所讨论的东西，总结起来就是卢格安这几句话。
这证明了卢格安刚才确实没有溜号，而是认认真真地听了，至少听了一部分……
但是，这还不够。
索墨菲尔德的脸色依旧阴沉。
卢格安早料到如此，语不惊人不罢休地继续说道：“但我感觉玻尔先生的理论是错误的。”
“嗯？”玻尔皱起眉头，并没有因为卢格安的反驳而动怒，而是诚心诚意地问道：“请问哪里有问题？”
索墨菲尔德也显然没想到卢格安一开口就是经典下克上。
虽然脸色依旧阴沉，但这次却不是生气，而是担忧。
毕竟卢格安是他的得意弟子，要是在这里得罪了玻尔，以后在学术界恐怕会有很多麻烦。
“海因里希，说说看你的想法。”
爱因斯坦抽了一口烟斗，露出一个饶有兴致的笑容，他想看看这个年轻人究竟有什么奇思妙想。
卢格安清了清嗓子，开口解释道：“我认为碱金属的双重线结构是因为电子所拥有的一种量子特性，是一种无法用经典力学理论描述的“双值性”。”
卢格安话音一落，房间里突然陷入诡异的寂静。
诺奖五人组对视一眼，均看出了对方眼中的莫名其妙。
就这？？？
随便弄出一个猜想，就说这是你的新理论？你当自己在写科幻小说？
最终，索墨菲尔德咳嗽一声，心平气和地对卢格安说道：“解释一下，海因里希。”
“我建议设置新的双值量子数，只能从两个数值之中选一个为量子数的数值。”
“所以这组数字有什么意义吗？”寡言的普朗克开口问道。
“这就是电子的自旋。”
卢格安回答的毫不犹豫，极为自信，仿佛从一开始就已经勘破真相。
电子的自旋？
听到这个关键词，在场的五位诺奖大佬齐齐陷入沉思。
隐隐的，一点灵感出现在他们心中，仿佛是一把通往真相的钥匙。
卢格安悠然坐下，给大佬们留下点时间思考。
这五位教科书上的物理学大佬没有一个是蠢货，往往就是一点灵感，他们就可以自己推理下去，顺藤摸瓜找到真相。
一旁的泡利坐过来，皱着眉头，疑惑地问道：“海因里希，你讲的是什么意思？”
现在的泡利还是一个研二的学生，知识结构还不够完整，知识层面也不够丰富，所以听不懂卢格安的提示也正常。
对此，卢格安耐心地给他解释。
“我们可以假设，将电子层分成几个电子亚层，按照角量子数，每个电子亚层最多可容纳2个电子，这点你明白吧？”
泡利点点头。
虽然已经超出研究生的学术范围，但这毕竟是泡利，一个注定站在物理学顶端的天才。
“那我们继续，为什么会出现这种现象？为什么在闭合壳层里，每个电子亚层都拥有2个电子？”
此时的卢格安俨然化身成一名物理老师，循循善诱地问道。
泡利低头思忖半晌，最终沮丧地摇摇头。
“因为每一个电子都只能占据一个量子态；电子的角量子数与自秉角量子数共同贡献成总角量子数；电子的磁量子数与自秉磁量子数共同贡献成总磁量子数。”
卢格安语速不快，有条不紊地讲述着。
泡利的表情也由疑惑变成恍然，但紧接着却又再次皱起眉头。
“可是如果按照你这个理论，双重值无法用已知的三个量子数描述。”
“一针见血，很敏锐地洞察力，泡利！”
卢格安对泡利竖起一个大拇指，表示对他的赞赏，紧接着说道：“对此，我认为需要引入第四个量子数。
也就是说原子中电子的状态应该由主量子数n、角量子数l、磁量子数m以及自旋量子数ms四个量子数来描述……”
话刚说到这，一直沉默的玻尔突然长叹了口气，接上卢格安说了一半的话头。
“不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数，或者说在轨道量子数m，l，n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子。”
卢格安诧异地看了眼突然插话的玻尔，接着点点头。
“是的，而且这两个电子的自旋方向必须相反。我把这种原子现象，称为不相容原理。”
没错，卢格安刚才所阐述的，就是后世大名鼎鼎的泡利不相容原理。
这个本应在1925年由泡利提出的理论，被卢格安提前6年诞生出来。
当然，泡利不相容原理的具体推导，是一项极为严谨，极为复杂的过程，远远不是一言两语能够说清楚的。
但是不相容原理的基本思路及精髓已经被卢格安说了出来，接下来只要动笔验证一下就能证实。
当然，在场的众人都是物理学天才，即使还没有动笔验证，心里也隐隐感觉到：卢格安说的是正确的！
这就是顶尖学者的物理直感。
众人沉默了许久，在心中不断寻找着卢格安言语中的逻辑漏洞。
但是很遗憾，无论在哪个角度，不相容理论都是完美的。
这也是当然。
在前世，泡利在提出不相容原理提出，经过了将近百年的验证，已经被列为不容置疑的经典。
最终，在众人一番长考后，普朗克面瘫似的脸，罕见地露出一个笑容。
“不相容原理吗？天才般的想法。”
“后生可畏啊……”冯·劳厄长叹一口气，仿佛一瞬间苍老了许多，转头对索墨菲尔德苦笑一下：“教授，你是从哪里找到的这个怪物？”
“看来我是时候想想退休之后该干嘛了。”爱因斯坦哈哈一笑，带头为卢格安鼓起掌来。
一是为一项伟大理论的诞生而庆祝，也是为了一个即将在物理学领域崭露头角的新星而高兴。
在众人的赞扬和掌声中，索墨菲尔德也露出一个微笑，对卢格安点点头。
“做得不错，海因里希。”
“不，教授，我只是站在了巨人的肩膀上。”卢格安微微欠身，自谦道。
当然，他这里指的巨人，是指包括在玻尔，海森堡，泡利，德布罗意，薛定谔等“未来的巨人”。
卢格安身后，夏洛特坐在沙发上，具有荣焉一般地挺起胸，仿佛一个替丈夫骄傲的妻子一般。
眼神迷离的少女看着处于掌声与赞扬中心的卢格安，眼神闪出一抹别样的光芒！
诺奖五人组的讨论愈发激烈，卢格安听了一会后，便开始神游天外了。
虽然看着物理学前辈一点一点探求真相的过程很有趣，但是那种自己知道却不能说的感觉，实在是太糟糕了。 卢格安一阵游弋，看看场中吵得不可开交，面红耳赤的五人组；又撇了眼看热闹不嫌事大的泡利；最终将视线移到夏洛特身上。
“如果你觉得无聊，可以出去逛逛。”
夏洛特摇摇头，饶有兴致地看着这吵闹的场面：“虽然听不太懂，但感觉还挺有意思的。”
“不只是你，其实我也听不太懂。”
卢格安深有同感地点点头。 这几位大佬的母语都不是英语，口音极重不说，有的时候还词不达意。
也亏这帮人能交流下来。
可能这就是物理人的默契吧……
“或许我以后应该去办一个英语学习班。”卢格安一脸认真地调侃道：“肯定能挣大钱。”
夏洛特一阵忍俊不禁，捂嘴忍笑道：“我可以应聘老师。” “我可付不起你的工资。”
“就当是为了你们物理学未来的发展？”
“物理学不值得我每个月花费20马克。”
“给你打工每个月就给20马克？”
“这不是重点……” 卢格安和夏洛特调笑着 ，就在这时，他却感觉周围的气氛有点不对，空气寂静了下来。
卢格安一转头，就迎来了6道神色各异的视线。
泡利一个劲给他使眼色；爱因斯坦的视线多为调笑；玻尔则多为疑惑；角落里的普朗克教授始终保持沉默。
而索墨菲尔德教授的脸色直接沉了下来，对卢格安这种溜号行为非常不满。
索墨菲尔德沉着声音，语气不善，用德语问道：“海因里希，你在干什么？” 卢格安尴尬地摸摸鼻子，讪笑道：“我在和夏洛特讨论原子谱线分裂时的反常塞曼效应。”
“哦？所以说你们讨论出了什么？”
爱因斯坦毫不客气地拆台，笑着眯起眼睛，准备看卢格安的热闹。
卢格安横了一眼爱因斯坦，又看了看索墨菲尔德教授阴沉的表情，已经将不满写在了脸上。
见状，卢格安心里叹了口气。
大意了……
因为自己孟浪的行为，索墨菲尔德教授是真的生气了，如果不拿出点东西来，恐怕今天的事情会很难收场。
卢格安沉吟片刻，仔细斟酌着接下来要说出的话。
在众人各异的视线中，卢格安沉默许久，最终深吸了一口气。
“大家都知道，反常塞曼效应的实验中，处于弱外磁场的碱金属理应出现三道光谱，但实际却出现了两条。
玻尔先生给出的解释是，因为原子核的有限角动量，才会出现双重线结构。”
卢格安操着一口流利的英语，不紧不慢地阐述着，让所有人都能听懂。
正准备看热闹的爱因斯坦，看着滔滔不绝的卢格安，眼神中流露出一抹诧异。
这小子，还真能说出点东西来？
事实上，刚才他们五人组所讨论的东西，总结起来就是卢格安这几句话。
这证明了卢格安刚才确实没有溜号，而是认认真真地听了，至少听了一部分……
但是，这还不够。
索墨菲尔德的脸色依旧阴沉。
卢格安早料到如此，语不惊人不罢休地继续说道：“但我感觉玻尔先生的理论是错误的。”
“嗯？”玻尔皱起眉头，并没有因为卢格安的反驳而动怒，而是诚心诚意地问道：“请问哪里有问题？”
索墨菲尔德也显然没想到卢格安一开口就是经典下克上。
虽然脸色依旧阴沉，但这次却不是生气，而是担忧。
毕竟卢格安是他的得意弟子，要是在这里得罪了玻尔，以后在学术界恐怕会有很多麻烦。
“海因里希，说说看你的想法。”
爱因斯坦抽了一口烟斗，露出一个饶有兴致的笑容，他想看看这个年轻人究竟有什么奇思妙想。
卢格安清了清嗓子，开口解释道：“我认为碱金属的双重线结构是因为电子所拥有的一种量子特性，是一种无法用经典力学理论描述的“双值性”。”
卢格安话音一落，房间里突然陷入诡异的寂静。
诺奖五人组对视一眼，均看出了对方眼中的莫名其妙。
就这？？？
随便弄出一个猜想，就说这是你的新理论？你当自己在写科幻小说？
最终，索墨菲尔德咳嗽一声，心平气和地对卢格安说道：“解释一下，海因里希。”
“我建议设置新的双值量子数，只能从两个数值之中选一个为量子数的数值。”
“所以这组数字有什么意义吗？”寡言的普朗克开口问道。
“这就是电子的自旋。”
卢格安回答的毫不犹豫，极为自信，仿佛从一开始就已经勘破真相。
电子的自旋？
听到这个关键词，在场的五位诺奖大佬齐齐陷入沉思。
隐隐的，一点灵感出现在他们心中，仿佛是一把通往真相的钥匙。
卢格安悠然坐下，给大佬们留下点时间思考。
这五位教科书上的物理学大佬没有一个是蠢货，往往就是一点灵感，他们就可以自己推理下去，顺藤摸瓜找到真相。
一旁的泡利坐过来，皱着眉头，疑惑地问道：“海因里希，你讲的是什么意思？”
现在的泡利还是一个研二的学生，知识结构还不够完整，知识层面也不够丰富，所以听不懂卢格安的提示也正常。
对此，卢格安耐心地给他解释。
“我们可以假设，将电子层分成几个电子亚层，按照角量子数，每个电子亚层最多可容纳2个电子，这点你明白吧？”
泡利点点头。
虽然已经超出研究生的学术范围，但这毕竟是泡利，一个注定站在物理学顶端的天才。
“那我们继续，为什么会出现这种现象？为什么在闭合壳层里，每个电子亚层都拥有2个电子？”
此时的卢格安俨然化身成一名物理老师，循循善诱地问道。
泡利低头思忖半晌，最终沮丧地摇摇头。
“因为每一个电子都只能占据一个量子态；电子的角量子数与自秉角量子数共同贡献成总角量子数；电子的磁量子数与自秉磁量子数共同贡献成总磁量子数。”
卢格安语速不快，有条不紊地讲述着。
泡利的表情也由疑惑变成恍然，但紧接着却又再次皱起眉头。
“可是如果按照你这个理论，双重值无法用已知的三个量子数描述。”
“一针见血，很敏锐地洞察力，泡利！”
卢格安对泡利竖起一个大拇指，表示对他的赞赏，紧接着说道：“对此，我认为需要引入第四个量子数。
也就是说原子中电子的状态应该由主量子数n、角量子数l、磁量子数m以及自旋量子数ms四个量子数来描述……”
话刚说到这，一直沉默的玻尔突然长叹了口气，接上卢格安说了一半的话头。
“不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数，或者说在轨道量子数m，l，n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子。”
卢格安诧异地看了眼突然插话的玻尔，接着点点头。
“是的，而且这两个电子的自旋方向必须相反。我把这种原子现象，称为不相容原理。”
没错，卢格安刚才所阐述的，就是后世大名鼎鼎的泡利不相容原理。
这个本应在1925年由泡利提出的理论，被卢格安提前6年诞生出来。
当然，泡利不相容原理的具体推导，是一项极为严谨，极为复杂的过程，远远不是一言两语能够说清楚的。
但是不相容原理的基本思路及精髓已经被卢格安说了出来，接下来只要动笔验证一下就能证实。
当然，在场的众人都是物理学天才，即使还没有动笔验证，心里也隐隐感觉到：卢格安说的是正确的！
这就是顶尖学者的物理直感。
众人沉默了许久，在心中不断寻找着卢格安言语中的逻辑漏洞。
但是很遗憾，无论在哪个角度，不相容理论都是完美的。
这也是当然。
在前世，泡利在提出不相容原理提出，经过了将近百年的验证，已经被列为不容置疑的经典。
最终，在众人一番长考后，普朗克面瘫似的脸，罕见地露出一个笑容。
“不相容原理吗？天才般的想法。”
“后生可畏啊……”冯·劳厄长叹一口气，仿佛一瞬间苍老了许多，转头对索墨菲尔德苦笑一下：“教授，你是从哪里找到的这个怪物？”
“看来我是时候想想退休之后该干嘛了。”爱因斯坦哈哈一笑，带头为卢格安鼓起掌来。
一是为一项伟大理论的诞生而庆祝，也是为了一个即将在物理学领域崭露头角的新星而高兴。
在众人的赞扬和掌声中，索墨菲尔德也露出一个微笑，对卢格安点点头。
“做得不错，海因里希。”
“不，教授，我只是站在了巨人的肩膀上。”卢格安微微欠身，自谦道。
当然，他这里指的巨人，是指包括在玻尔，海森堡，泡利，德布罗意，薛定谔等“未来的巨人”。
卢格安身后，夏洛特坐在沙发上，具有荣焉一般地挺起胸，仿佛一个替丈夫骄傲的妻子一般。
眼神迷离的少女看着处于掌声与赞扬中心的卢格安，眼神闪出一抹别样的光芒！
如果您喜欢,请点击这里把《重生物理大时代》加入书架,方便以后阅读重生物理大时代最新章节更新连载。
错误/举报