作為名譽校長,李諭隻要有機會肯定要給他們上一下課。
說起來似乎有點自傲,但放眼當下,在物理學的理論基礎層麵,真的沒有幾人能出李諭之右。
李諭以前在國內上過一些課,大都隻是講一些中學內容,如今算是頭一次在國內真正講點大學該講的東西。
此時的大學上課內容還沒有後世那麼固定,主要是沒有固定的教科書,基本靠教授自己出講義。所以民國時期對大學老師的水平要求其實挺高,起碼不能照本宣科。
李諭有意引導他們了解一些目前最前沿的東西,方便將來出國留學時更快找到研究方向。
現在的學生比較少,所以大班上課會出現多個不同專業學生都來聽的情況——誰叫李諭現在科學界的名頭那麼大,所以李諭有時也不能講過於深入,但肯定是高深學問的必要基礎內容。
隻有在物理係上,才能講點自己的拿手好戲。
李諭今天給他們講的是關於微分方程的內容,這東西在數學和物理上都很重要。講義自然是李諭手寫,然後打印下發的。
“希望你們不要嫌棄我的字體,”李諭說,“另外,這種油墨印刷的味道有時我聞著感覺還挺不錯。”
謝玉銘說:“大部分是英文符號,並沒有多少漢字,至少在我看來,英文書法方麵李校長已經非常好。”
“多謝讚賞,”李諭笑道,“那我們就開始吧,今天我希望讓各位開闊一下視野,認識認識目前物理學界在原子物理方麵的輝煌進展。”
謝玉銘說:“您的意思是,短短幾年裡,西方又在物理學上有了非常大的突破?”
李諭點點頭:“是的,其實現在處於物理學大爆發的一個時間段,我希望你們中有人可以儘快追上這波浪潮。”
謝玉銘說:“我看的書上說,物理學已經隻剩修修補補的工作,是一門非常完備的學科。”
“你看的書已經過時了,”李諭說,“不過沒關係,我們還來得及。”
李諭在黑板上板書了一會兒,接著說:“今天講的東西伱會很感興趣,是最近幾年的一項原子領域的光譜學成果,出自德國物理學家斯塔克。值得注意的是,他還運用了量子理論,所以有一定難度。”
李諭要講的就是四年前斯塔克發現的原子光譜的多普勒效應。
關於斯塔克這個人,稍微介紹幾句,他此後也成了“德意誌物理學家”,與雷納德是一路人,都為納粹效力,是愛因斯坦的死敵。
但斯塔克在物理學,尤其是實驗物理學方麵,與雷納德都是位於第一流的,水平相當高。
從上大學開始,斯塔克隻用了三年時間就拿了博士學位。這種速度放在後世幾乎不可能,但在目前來說,不算什麼特彆稀奇的事情,普朗克與玻爾茲曼都是二十一歲左右就拿到了博士。
說回斯塔克的研究,他用一個非常巧妙的實驗論證了幾年前困擾物理學界的一個問題:到底是原子發光,還是離子在發光。
現代人肯定一下子就能給出答案:原子、離子都可以發光。
但這個問題在1907年以前,學界並不知道。
斯塔克的思路非常奇妙,就是利用多普勒效應:離子在電場中會有一個速度,如果是離子發光,發光的頻率就和離子的速度相關;
而如果是原子發光的話,由於原子是電中性,在電場中不會受力加速,所以發光的頻率不會發生變化。
然後根據紅移和藍移現象,就能夠得出結論。
斯塔克利用這個原理,設計出實驗,發現原子和離子都會發光。
具體的過程真的相當巧妙。
不僅如此,斯塔克還憑借出色的物理直覺發現靠近靜態譜線的區域,幾乎沒有發光現象:越靠近靜態譜線,說明氫離子速度越小。
斯塔克懷疑低速的氫離子不會發光。然後就是關於這一點,斯塔克依靠普朗克的量子理論給出了一個解釋。
而一旦涉及到普朗克的量子論,就挺考驗數學功底了。
畢竟連普朗克在提到自己的量子論時,都經常說成是一種複雜的數學工具。
所以現在李諭講的東西真的不簡單,講了一會兒,李諭自己都頓住了。
“一定是哪個該死的數學變換,我一下想不起來了,”李諭凝神了片刻,“在座有誰能看出來嗎?”
毫無疑問,沒有人看得出來。
李諭接著說:“那麼我們先跳過去,暫時不浪費時間。”
過了沒十分鐘,李諭在講解後麵內容時突然停了下來,說:“我知道怎麼回事了!”
——多年後,謝玉銘等上過李諭課程的人都曾讚歎:“雖然他的討論主題複雜多變,仍能抽出時間反思特殊數學變換的物理實質,其數理根基之深厚,令人驚歎。”
“看,錯誤在這兒,”李諭指著一些不一致的數據說,“物理與數學的聯係就是這麼奇妙,不僅需要天馬行空的想象,還要這些非常細致的計算推導。”
謝玉銘呆住了,然後提議:“您需不需要寫信給普朗克教授與斯塔克教授,向他們指出這個錯誤。”
“我們不需要告訴他犯了一個錯誤,”李諭輕鬆道,“結果是正確的,但證明錯了。我們隻需寫信告訴他實際證明應當是怎樣的。因為重要的是內容,而不是數學。”
謝玉銘抄完李諭的板書:“我想這些內容我要消化好幾天才能理解。”
李諭說:“慢慢研究,它們都是原子物理學的關鍵內容,今後如果你足夠努力,還可以做出新的成果。”
李諭今天講斯塔克的光譜實驗,有自己的目。
再過兩年,斯塔克就會發現以他名字命名的斯塔克效應。
關於斯塔克效應的解釋,此後延伸出了很多版本,眾多量子力學的大佬都參與其中。比如玻爾、愛波斯坦不是愛因斯坦、史瓦西、泡利、薛定諤等等。
總之這是個很有挑戰性的內容,也是足以在科學界揚名立萬的課題。
隻是難度有點大。
到了李諭的時代,斯塔克效應與塞曼效應在大學物理專業都不怎麼過多提及,基本上是一筆帶過,但這兩樣東西在量子力學史上的重要性並不低。
這兩項內容都可以作為物理專業考研壓軸大題級彆,主打一個難理解+難算。
李諭有意讓謝玉銘多學這個方向,反正本來就是他主攻的領域,將來順便可以幫助他在物理學界樹立更大的威名。
李諭拍拍手下課時,看到門外站著魯迅和兩個中年人。
“今日在校園中聽了您的講課,我終於切實感受到院士在科學方麵的無上造詣!”魯迅說,然後給他介紹了身旁兩人,“這二位是陸費逵與沈知方先生,他們聽聞院士先生是實業協會會長後,特來拜會。”
李諭說:“幸會幸會,我們到辦公室說。”