- VỀ “NGUYÊN LÝ TƯƠNG ỨNG”(conformity principle) TRONG VẬT LÝ LƯỢNG TỬ. - Ở địa hạt Vật lý lượng tử (VLLT), nguyên lý tương ứng (NLTƯ) cũng được thể hiện vài trường hợp đáng ghi nhận trong lịch sử Vật lý học. - Nguyên lý này được hiểu như sau: Các phương trình của VLLT cần phải quy về các định luật cổ điển quen thuộc dưới những điều kiện mà các định luật đó được biết là phù hợp với thực nghiệm.. - Dưới đây, thử đưa ra 2 trường hợp có liên quan đến nguyên lý nêu trên trong quá trình phát triển và tìm hiểu bản chất cơ bản của vật chất: định luật bức xạ (radiation) do nhà Vật lý lừng danh người Đức Max Planck đề xướng và công thức năng lượng các trạng thái dừng (stationary state) của nguyên tử Hydro do nhà Vật lý tài ba người Đan Mạch Niels Bohr suy diễn.. - Định luật bức xạ của Planck:. - Ta đã biết bức xạ do vật bị nung nóng phát ra phụ thuộc rất nhiều biến số (variable). - Nhận thấy vấn đề bức xạ có tầm quan trọng rất cơ bản, nó giúp ta hiểu hơn về bức xạ, trong năm 1900, các nhà Vật lý bước đầu bắt tay vào nghiên cứu bức xạ được phát bởi một vật phát xạ lý tưởng, tức là quá trình diễn ra chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ vật phát xạ chứ không phụ thuộc vào các yếu tố khác.. - Nhờ vào ý tưởng NLTƯ, vào năm 1900, Planck đã hiệu chỉnh và tiên đoán công thức cho mật độ phổ phù hợp với thực nghiệm ở mọi bước sóng và nhiệt độ, được gọi là định luật bức xạ của Planck:. - bước sóng bức xạ.. - Chúng ta có thể đặt vấn đề ngược lại là liệu định luật bức xạ của Planck có quy về định luật bức xạ cổ điển được không?. - Khi đó, định luật bức xạ của Planck được viết lại:. - Thiển nghĩ, cũng cần lưu ý thêm là hằng số h được đưa vào Vật lý học qua biểu thức của định luật. - Con đường Vật lý hiện đại được rộng mở hơn từ sự bắt đầu đưa ra định luật bức xạ này.. - Công thức năng lượng các trạng thái dừng nguyên tử Hydro của Bohr:. - Ở lý thuyết cổ điển, cấu trúc nguyên tử Hydro có mô hình là 1 electron quay theo quỹ đạo tròn quanh hạt nhân ở giữa (1 proton). - Theo đó, dẫn đến hậu quả là electron sẽ phát tán hết hoàn toàn năng lượng do phát xạ một phổ bức xạ liên tục theo đường xoắn ốc (helix) tiến về hạt nhân. - Và như thế, nguyên tử không hề tồn tại!. - Vật lý cổ điển đã đi vào ngỏ cụt trong việc giải bài toán về nguyên tử Hydro. - Trước sự tai biến và bất lực này, vào năm 1913, Bohr đã xây dựng một mô hình nguyên tử Hydro qua việc đưa ra 2 tiên đề (axiom) hết sức táo bạo, gây xôn xao trong làng Vật lý thời bấy giờ, vì rằng nó đối nghịch và xa lạ với lý thuyết cổ điển trước đó. - Sau này, hóa ra 2 tiên đề đều là những đặc điểm vĩnh cửu và thể hiện đầy đủ hiệu năng trong lĩnh vực VLLT, đặt nền móng cho ngành Vật lý hiện đại. - Đó là tiên đề về các trạng thái dừng và tiên đề về sự bức xạ hoặc hấp thụ năng lượng của nguyên tử.. - Kết quả là ông đã đưa ra công thức năng lượng các trạng thái dừng của nguyên tử Hydro như sau:. - Điều này có nghĩa là cần phải tốn công bên ngoài để tách nguyên tử ra.. - Bohr quy vấn đề đưa ra về các định luật cổ điển quen thuộc như định luật bảo toàn năng lượng, định luật II Newton, quỹ đạo của electron v.v.... - Theo định luật Coulomb kết hợp với định luật II Newton thể hiện sự quay của electron trên quỹ đạo trong nguyên tử Hydro:. - Do đó, năng lượng toàn phần là:. - Một điều hết sức thú vị là Bohr chẳng đặt gì vào lý thuyết của mình để nói rằng nguyên tử lớn như thế nào, nhưng lại làm xuất hiện chiều dài có kích cỡ đúng (qua bán kính Bohr). - Công thức năng lượng của Bohr phù hợp tốt với thực nghiệm qua việc tạo thành hệ quang phổ vạch của nguyên tử Hydro (hệ các dãy Lyman, Balmer, Paschen).. - Bức tranh về cấu trúc nguyên tử nói chung được sáng thêm lên nhờ vào việc lượng tử hóa năng lượng này.