4.3　电子驻波态，解释玻尔模型

玻尔当然不在参加首届索尔维会议的科学家之列，因为他在1913年才发表有关原子模型的论文，在1911年尚是一个无名小卒。即使后来的第二次至第四次索尔维会议，不知道什么原因，也都没有看到玻尔的踪影。在这一点上，比玻尔小7岁的德布罗意，虽然未亲自参加会议，但得益于哥哥，能够近水楼台先得月，早就开始思考“波和粒子”之类的深刻理论问题。

历史本来就是交错进行的，有竖线条也有横线条，许多事件互相纠缠影响，犹如一张纵横交叉的大网。玻尔提出原子模型时，为了符合实验结果，他做了3条假设：定态假设、量子化条件、频率规则。但是，玻尔当年并未弄清楚这三大假设的理论基础，他提出了电子轨道间的跃迁，也没有清楚地解释跃迁之机制，只是作为几条硬性规定放在那儿，让其他人去猜测琢磨。因此，玻尔模型开始时不被物理学界所接受。汤姆孙拒绝对其发表评论，卢瑟福也不赞同，薛定谔则说，那是一种“糟透了的跃迁”。

但玻尔模型毕竟解决了一些问题，那么，应该如何解释和改进玻尔模型呢？许多物理学家仍然走在那条“半经典半量子”的道路上。例如，1916年，德国的索末菲将圆轨道推广为椭圆轨道，并引入相对论修正，提出了索末菲模型。法国的马塞尔·布里渊，提出了一种解释玻尔定态轨道原子模型的理论。他设想原子核周围的“以太”会因电子的运动激发出波，当电子轨道半径与波长成一定关系时，这些波互相干涉形成环绕原子核的驻波，这种说法似乎可以解释电子轨道的量子化，但是需要“以太”的参与，与爱因斯坦的狭义相对论相违背。

德布罗意听到布里渊的见解，高兴了。他把以太的概念去掉，将波动性的来源直接赋予电子本身。也就是说，电子本来就具有波动性！德布罗意想，辐射本来是波动，普朗克和爱因斯坦却赋予它们粒子性，那么，原本以为是粒子的电子，为什么不能也具有波动性呢？

如图4-4所示，电子形成驻波的原子模型，很自然地解释了电子轨道及角动量的量子化假设。此外，驻波当然不辐射能量，这是经典波动学说就有的结论。不过，德布罗意的假设解释索末菲的椭圆轨道模型有点困难。此外，他当时关于电子波的想法，也只是文字上的说法，没有导出严格的动力学方程，所以人们仍然感到美中不足。

图4-4　原子中的驻波