第468章 旧量子论终结!以我布鲁斯李之名义(2 / 8)

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  震惊天下!
  但是矩阵力学有个缺点,就是太晦涩难懂了。
  因为它用到的数学工具:矩阵,当时根本没有多少物理学家熟悉,更别提使用了。
  强如泡利,都得费半个月,才能使用矩阵力学推导出氢原子的电子模型。
  其他人可想而知。
  然而幸运的是,海森堡提出矩阵力学没多久。
  紧接着,薛定谔灵感爆发,提出了量子力学的第二个版本:波动力学(薛定谔方程)。
  (薛定谔之所以能提出波动力学,是受到了德布罗意的波粒二象性的启发。)
  (这是另一段精彩的故事,涉及矩阵力学和波动力学的斗争,暂时不剧透哈。)
  使用波动力学,同样可以直接推导出电子具有前三个量子数。
  但是对于物理学家而言,波动力学就比矩阵力学要友好太多了。
  因为波的知识,可是物理学家的强项,大家都能很好地理解和计算。
  所以,波动力学一出现,就力压矩阵力学,成为量子力学的主流版本。
  同时也正因为此,海森堡和薛定谔就互相看不对眼了。
  但经过一段时间后,大家发现,矩阵力学和波动力学,在数学上其实是等价的。
  (注意!在物理上却是不等价的!)
  两者都没有错,只不过是同一理论的不同侧面。
  但不论是哪一个,都无法正确推导出第四量子数:电子自旋。
  这时,狄拉克出手了!
  他创造性地把狭义相对论和波动力学结合在一起,统一了狭义相对论和量子力学。
  提出了震惊物理学界的狄拉克方程。
  在这个方程中,狄拉克考虑了电子在做高速运动时的相对论效应。
  通过它,就可以直接推导出电子具有自旋,且自旋量子数是1/2,同时也能推导出磁矩。
  后来,就把自旋为半整数的粒子,称为费米子,比如电子等。
  而自旋为整数的粒子,称为玻色子,比如光子,自旋量子数为1。
  至此,电子的所有行为和属性,才有了坚实的理论基础。
  这就是电子自旋推导的来龙去脉。
  可以说,它贯穿了整个量子力学的发展历程。
  在这个过程中,物理学家们对于量子世界的认识逐渐加深。
  大家这才发现,神秘莫测的电子自旋,也只是量子力学的冰山一角而已。 ↑返回顶部↑

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