61自旋违背相对论

“如果认为电子具有自旋，那么，我想，就能很轻松地解释光谱的精细结构，以及反常塞曼效应。”

塞曼效应，是指原子光谱在磁场中一分为三的一种现象，是1896年由荷兰阿姆斯特丹大学的彼得·塞曼在实验中偶然发现的。

塞曼把这个现象报告给了自己的老师洛伦兹，后者用理论很好地对这个现象做出了解释。

于是两人在1902年，共同获得了当年的诺贝尔物理学奖。

但是在塞曼发现这个以他名字命名的效应的一年之后，又有实验物理学家们发现，有时候，谱线并不会一分为三而是变为多条，谱线之间的间隔也不尽相同。

所以后来人们把谱线一分为三的现象叫做正常塞曼效应，而其他情况则被称为反常塞曼效应。

此时正坐在台下C位，被卢瑟福和居里夫人夹在中间的洛伦兹，对陈慕武在话语中提到的反常塞曼效应很感兴趣。

因为他当年的理论只能解释正常的那一半，而对另一半反常效应却无能为力。

这一现象的理论解释，则是已经足足困扰了当今物理学家们二十多年。

因此洛伦兹虽然已经退休，但他的注意力还是被陈慕武所吸引，思维也是跟着他的演讲仔细思考起来。

甚至听到兴起时，他还举手提问道：“陈，你说电子的自转，哦不，自旋，所以才能因此产生磁矩，对吗？”

“是这样的，洛伦兹教授，这也就是为什么，一条光谱会在磁场中分裂为多条。”

“那么这个自旋的具体数值是多少，是二分之一吗？”

“没错，我想电子的自旋角动量，正应该是正负二分之一约化普朗克常数，前面的正负关系，满足右手定则。”

洛伦兹之所以知道这個数值是二分之一，因为早在1921年，来自德国图宾根大学的阿尔弗雷德·朗德教授在研究反常塞曼效应时，认为描述电子状态的磁量子数m不应该取整数，而应该在整数后面加上一个二分之一。

但这个二分之一究竟是什么，就没人能说得清了。

现在陈慕武一提到电子还有自旋，那么自旋同样能产生磁矩，洛伦兹自然就联想到了那个让人纠结的二分之一。

台下的洛伦兹稍微沉吟了一会儿，他开始在心中进行起了一个定性半定量的计算，偶尔还拿起笔来，在纸上写写画画。

半晌之后，洛伦兹才开口说道：“陈，我想你这次可能在这个问题上，犯了一个大的错误。”

“请教授您指教。”

听到自己提出来的自旋被洛伦兹给否定，陈慕武不但不惊讶，反而仍是信心十足。

他甚至都知道，洛伦兹接下去要说些什么。

“你说电子的自旋角动量是普朗克常量，那么也就是10⁻³⁴数量级，自旋角动量又是电子质量、速度和半径的乘积，电子质量是10⁻³⁰数量级，而电子的半径是10⁻¹⁶数量级。

“这样算下来，这个电子‘赤道’，既然你说电子像是地球那样自转，那我就姑且认为它同样有赤道，这个赤道上的线速度，就应该是10⁽⁻³⁴⁻⁻³⁰⁻⁻¹⁶⁾=10¹²数量级，这个速度已经是比10⁸数量级的光速大了几百倍。

“但是，按照爱因斯坦的相对论理论，世界上没有速度可以超过光速，所以按照你给出的数据，我们得到了一个错误的答案。

“这也就说明，事情的真相只可能有两种情况，一是电子并没有自旋，二是即使有自旋，他的数值也不会是你给出来的这个，而是应该比它小上很多才对。”

“但我个人还是倾向于第一种，也就是说电子并不存在自旋这回事。”

洛伦兹一番话说完，场下的观众都跟着点了点头，表现出一副大佬儿说的话很有道理的意思。

金无足赤，人无完人，陈慕武震惊物理学界了这么久，也总该有一次犯错误的时候了吧？

只有卢瑟福稍微皱了皱眉头。

因为一年多的时间相处下来，特别是最近，陈慕武还亲自设计实验，证明了那个他原本以为是异想天开的电子波动理论。

这让卢瑟福在心中已经有些默认，不管陈慕武提出什么理论，基本上都是准确无误的，他就是有这样天才般的敏锐的物理学直觉。

而且，刚刚陈慕武在引出电子具有自旋这一属性的时候，还列举出了自己过去提出来的原子太阳系模型。

听到这段话时，卢瑟福还有些洋洋自得，看来自己这个已经玻尔改进的模型，也并不是一无是处。

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