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关于原子发光机制,波尔认为是核外电子能级跃迁所致。然而,从《涡的世界15》可知,原子发光的主体是原子核,与核外电子无关。这就是波尔原子理论,昙花一现的根源所在。不过,在麦克斯韦波动理论一统天下的那个连续世界时代里,波尔是继普朗克量子挑战后,再次对连续世界发起的一次挑战。从这个意义上看,波尔的工作无疑是革命性的。
关于原子谱线的产生机理,参见《涡的世界15》。本集我们重点探讨原子核的发光原理。我们知道,在我们的宏观世界里,绝大多数原子核都是不发光的。促使原子核发光的条件多种多样,下面简单讨论几种:
摩擦生热:以钻木取火为例,木锥在软木中的转动摩擦,导致软木中与木锥相接触的那些原子核,与木锥表面原子核之间发生急剧变动的相互作用,于是,软木中的这些原子核表面的一些光子,纷纷脱落而“生热”。两物体划擦产生火花的机理亦如此。可见,摩擦生热并非是机械能转化成了热能,摩擦只是创造出了原子核发射光子的条件而已。
燃烧发光:以木材燃烧为例,一方面,在木材的燃烧面上,由于高温,木材中的分子被分解,即分子中原来吸聚在一起的原子核相互分离,这种原子核之间相互作用的急剧变化,会使原子核释放一部分光子;另一方面,分解出来的那些原子核,与外界氧原子核结合成新分子的过程中,两核吸聚时,又会释放一部分光子。可见,燃烧发光并非是化学能转化成了热能,原子核之间的分离与重组才是主因。
通电发光:以白炽灯为例,白炽灯通电后,钨丝中的钨原子核,受到电流中电子的扰动甚至撞击,而释放光子。电火花放电和电焊火花的原理亦如此。可见,通电发光和电焊火花并非是电能转化成了热能,而是电子撞击原子核所致。
核能:简单说,核能就是核聚变或者核裂变所释放的能量。显然,上述原子核之间的分离与重组,与原子核本身的分裂与合成相比,是完全不在一个数量级的事件,前者发生在不同原子核之间,后者发生在原子核自身。因此,后者所释放出的光子会远远高于前者。可见,这个核能与爱因斯坦质能方程并无关联。至于核裂变时质量损失的原因,详见视频《物理揭秘》之“引力的本质是什么?”,在此不再赘述。
由此可见,无论是摩擦生热、燃烧发光、通电发光以及核能等,它们本质上都是原子核释放出的光子,只是释放能量的级别和激发方式不同罢了。因此,它们都是核激发这个家族中的一员。 |
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