4.3　電子駐波態，解釋玻爾模型

玻爾當然不在參加首屆索爾維會議的科學家之列，因為他在1913年才發表有關原子模型的論文，在1911年尚是一個無名小卒。即使后來的第二次至第四次索爾維會議，不知道什么原因，也都沒有看到玻爾的蹤影。在這一點上，比玻爾小7歲的德布羅意，雖然未親自參加會議，但得益于哥哥，能夠近水樓臺先得月，早就開始思考“波和粒子”之類的深刻理論問題。

歷史本來就是交錯進行的，有豎線條也有橫線條，許多事件互相糾纏影響，猶如一張縱橫交叉的大網。玻爾提出原子模型時，為了符合實驗結果，他做了3條假設：定態假設、量子化條件、頻率規則。但是，玻爾當年并未弄清楚這三大假設的理論基礎，他提出了電子軌道間的躍遷，也沒有清楚地解釋躍遷之機制，只是作為幾條硬性規定放在那兒，讓其他人去猜測琢磨。因此，玻爾模型開始時不被物理學界所接受。湯姆孫拒絕對其發表評論，盧瑟福也不贊同，薛定諤則說，那是一種“糟透了的躍遷”。

但玻爾模型畢竟解決了一些問題，那么，應該如何解釋和改進玻爾模型呢？許多物理學家仍然走在那條“半經典半量子”的道路上。例如，1916年，德國的索末菲將圓軌道推廣為橢圓軌道，并引入相對論修正，提出了索末菲模型。法國的馬塞爾·布里淵，提出了一種解釋玻爾定態軌道原子模型的理論。他設想原子核周圍的“以太”會因電子的運動激發出波，當電子軌道半徑與波長成一定關系時，這些波互相干涉形成環繞原子核的駐波，這種說法似乎可以解釋電子軌道的量子化，但是需要“以太”的參與，與愛因斯坦的狹義相對論相違背。

德布羅意聽到布里淵的見解，高興了。他把以太的概念去掉，將波動性的來源直接賦予電子本身。也就是說，電子本來就具有波動性！德布羅意想，輻射本來是波動，普朗克和愛因斯坦卻賦予它們粒子性，那么，原本以為是粒子的電子，為什么不能也具有波動性呢？

如圖4-4所示，電子形成駐波的原子模型，很自然地解釋了電子軌道及角動量的量子化假設。此外，駐波當然不輻射能量，這是經典波動學說就有的結論。不過，德布羅意的假設解釋索末菲的橢圓軌道模型有點困難。此外，他當時關于電子波的想法，也只是文字上的說法，沒有導出嚴格的動力學方程，所以人們仍然感到美中不足。

圖4-4　原子中的駐波