[折腾] 量子物理史话：上帝投掷骰子吗第四章白云深处(2)

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发表于 2012-7-18 15:42:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

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不仅能量是量子化的，甚至连原子在空间中的方向都必须加以量子化。在玻尔-索末菲模型中，为了很好地解释塞曼效应和斯塔克效应，我们必须假定电子的轨道平面具有特定的“角度”：其法线要么平行于磁场方向，要么和它垂直。这乍听上去似乎又是一个奇谈怪论，就好比说一架飞机只能沿着0度经线飞行，而不可以沿着5度、10度、20度经线一样。不过，即使是如此奇怪的结论，也很快得到了实验的证实。两位德国物理学家，奥托·斯特恩（Otto Stern）和沃尔特·盖拉赫（Walther Gerlach）在1922年进行了一次经典实验，即著名的斯特恩-盖拉赫实验，有力地向世人展示了：电子在空间中的运动方向同样是不连续的。

实验的原理很简单：电子绕着原子核运行，就相当于一个微弱的闭合电流，会产生一个微小的磁矩，这就使得原子在磁场中会发生偏转，其方向和电子运行的方向有关。斯特恩和盖拉赫将一束银原子通过一个非均匀磁场，如果电子的运行方向是随意而连续的，那么原子应该随机地向各个方向偏转才是。然而在实验中，两人发现原子束分成有规律的两束，每一束的强度都是原来的一半！很明显，在空间中的电子只有两

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