德布罗意的物质波，这个发现诠释了玻尔原子模子中，一些不天然的假设，好比，电子存在分立的轨道，在这些轨道上电子不辐射能量。
可玻尔的原子模子总归是，经典物理学和量子论产下的怪胎，它身上还有良多疑难杂症，好比电子在核外的排布问题？以及我们前面提到的反常塞曼效应。
这两个问题是我们今天的本家儿角，泡利的疆场。
沃尔夫冈·泡利，1900年4月25日出生在维也纳，对于那些老一辈的物理学家来说，00后一代将是将来的但愿。
他们的当作长过程一向洗澡在相对论和量子论的浸礼傍边，思惟上不会受制于经典物理学条条框框的限制，所以将来的量子力学将是年青人的全国，老一辈已经后劲不足，只能给这些年青人加油打气了。
我们接着说泡利。
1918年9月他选择了慕尼黑大学，在索末菲手下攻读博士学位。不外此时的泡利已经写了一份关于广义相对论的论文，在所有人的眼里，不满19岁的他已经是一位相对论的专家了。
关于泡利最值得说的就是他的性格，当他仍是学生的时辰，人们说他的嘴繁言吝啬，怼人的时辰毫不留人情，在任何人的面前城市直接指犯错误，就连爱因斯坦也不破例。您跟泡利措辞，很可能下一句他就要怼您。所以人们送他绰号：天主的鞭子。
泡利攻讦别人的时辰，习惯这样说：您的设法连错误都算不上。这句话确实挺狠的。玻尔分歧意别人不雅点的时辰，就比力含蓄，他会说：您的设法挺有趣的。
后来海森堡，也学会了玻尔这句话，他也喜好说：您的文章挺有趣的。
泡利固然嘴上不饶人，但有一人除外，就是他的教员索末菲，泡利在索末菲的面前永远都是毕恭毕敬的，索末菲也很重视他的这位学生。
从一件事可以看出来，索末菲曾经在编写《德国百科全书》第五卷物理学部门的时辰，就邀请泡利写相对论的部门，泡利也不负教员的期望，一下写了几百页，爱因斯坦看了今后都感觉泡利对相对论的诠释很是的深刻，没有一丁点需要点窜的处所。
1921年泡利获得博士学位，在博士论文中，他发现玻尔-索末菲的原子模子连电离氢分子都无法做出精确的描述，更不消说更为复杂的原子和分子。
同年泡利分开慕尼黑，应波恩的邀请来到歌根廷大学给波恩当了一段时候的助手，不外泡利这小我，豪宕不羁，波恩底子掌控不住，天天还得放置女仆叫泡利起床给学生上课。
最本家儿要的是，泡利不喜好波恩，在研究傍边，泡利比力垂青的是物理直觉，可是波恩老是喜好玩弄那些沉长的数学公式，他感觉波恩没有物理直觉，所以道分歧不相为谋。
很快，1922年4月泡利就去了汉堡大学担任助教。6月他又回到了歌根廷大学，因为有一小我要来这个处所做演讲，他就是玻尔。
演讲的当天，索末菲也带着本身学生前来进修，此中就有海森堡，玻尔在演讲中本家儿要提到了一件事，就是他对原子核外电子排布的设法，诠释了元素周期表中为什么元素具有分歧的化学性质，为什么周期表中元素的化学性质会表示出周期性的纪律。
波尔说，此刻的原子模子有三个量子数，本家儿量子数n，角量子数l，磁量子数ml，别离决议了电子轨道的大小，外形和偏向，原子模子当作为了一个三维壳层布局。
电子在核外一层一层的壳层中绕着原子核运行，每个壳层中可容纳的电子数依次为2、8、18、32等等。
并且由这些数字组成的电子壳层都是闭合的电子壳层，只有闭合壳层外的电子才会介入化学反映，称为价电子。
（当然每个壳层中，电子的轨道又分为S亚轨道， p亚轨道，d亚轨道，电子在每个壳层中的填充挨次由上图给出，不外这里我们不需要领会太多，究竟结果这不是教科书）
下面我们举个例子，看看玻尔说的是啥意思，好比惰性气体，氦、氖、氩、氪、氙、氡，他们的原子数别离为2、10、18、36、54、86，他们之所所以惰性气体，化学性质相似，是因为最外层的电子数量形当作了一个闭合的壳层，使得原子不肯意掉去，也不肯意获得任何一个电子，所以他们不喜好介入化学反映。
好比氦的电子排布为2，氖为2、8，氩为2、8、8，氪为2、8、18、8，氙为2、8、18、18、8，除了氦，他们最外层的电子数都是8，不肯意掉去，也不肯意获得电子。
而排在惰性气体前面的那一列元素，它们正好就缺一个电子，最外层就可以形当作闭合的壳层，它们是氢和卤族元素：氟、氯、溴、碘、砹，原子序数别离为1、9、17、35、53、87，可以看出正比如惰性气体生成少了一个电子，所以它们很想获得一个电子，在外层形当作一个闭合的壳层布局。
和卤族元素正好相反的是碱性金属，锂、钠、钾、铷、铯、还有钫，它们的原子序数别离为3、11、19、37、55、87，若是把它们的电子摆列一下，就会发此刻闭合壳层外，这些元素的最外层都只有一个电子，所以它们很想丢失落这个电子，酿成正离子，这样它们最外层就是一个闭合的壳层了。
好比碱性金属钠，它想丢失落最外层的电子，所以很是活跃，遇水就能爆炸，卤族元素氯，火急地想获得一个电子，它也很活跃，在一战的时辰毒死了数十万人。
它俩一合计，要不连系一下，生出来的儿子必定更牛，没想到酿成了氯化钠。化学性质很是不变。这就是化学的神奇之处。两个王炸，居然生出来了一只小绵羊。
玻尔当作功地诠释了元素的化学性质，这时的化学才当作为了一门自力的、逻辑自洽的学科，化学家也从此解脱了炼金方士的帽子。
在演讲竣事今后，玻尔邀请泡利去他的研究所，给他担任为期一年的助手，泡利爽利地承诺了，1922年的秋天泡利去了哥本哈根。
到了底子哈根今后，玻尔让泡利试着研究下反常塞曼效应，在弱磁场下氢光谱的单条谱线会割裂当作2条或者3条，这是塞曼效应，索末菲引入磁量子数解决了这个问题，很快人们就发现，在强磁场下，氢光谱会非裂当作4条或者5条。这是反常塞曼效应。
这个问题困扰了泡利很长一段时候，在哥本哈根的一年中，泡利多半时候都在思虑这个问题，搞得他成天忽忽不乐，直到他1923年的9月分开哥本哈根回到汉堡大学的时辰，依然没有想通是咋回事。
1924年，泡利总于是取得了一点冲破，他感觉要想解决反常塞曼效应，必需先诠释玻尔的原子模子中，为什么第一个壳层可以容纳2个电子，第二个壳层可以容纳8个电子，第三个18个电子，等等。为什么所有的电子不挤在最低的能态？
只有先解决了电子为什么是这样排布的，才能诠释在磁场中电子到底发生了啥事。1924年泡利找到了一条关头的线索。
这条线索是10月份剑桥的一位研究生斯托纳，在《天然科学》杂志上颁发的一篇论文《原子能级中的电子分布》；
斯托纳认为，此刻的原子中有三个量子数，按照这三个量子数，可以知道在一个电子壳层中存在几多个可能的电子轨道，或者说是可能的能级。
好比当n等于1的时辰，l只能取0，ml也只能取0，所以原子的第一个，电子壳层中只有一个能态，也就是（1、0、0），当n等于2的时辰，l可以取值为0和1，ml可取值为-1、0和1。
那么在电子的第二个壳层中，存在的能态有（2、0、0）（2、1、-1）（2、1、0），（2、1、1）。同样的第三层，第四层也可以这样摆列出来。
斯托纳发现，按照玻尔的说法， 每个壳层中可以容纳的电子数是能态数的2倍，您看，第一层只有一个能态，但可以容纳两个电子，第二层是四个能态，但可以容纳8个电子。
也就是说，当电子数目是能态数的两倍时，电子壳层就是满的，或者说是闭合的。知足这样数学关系，2n?。n是本家儿量子数，每个壳层可以容纳几多个电子，就可以用这个简单的公式算出来。
泡利对这个2倍发生了疑问，为什么是能态数的两倍？灵敏的物理直觉让泡利感觉应该存在一个具有“二值性”的量子数没有被发现。
这个量子数应该感化在电子自己，只有这样，两个电子就可以处在统一个轨道上。原子中的电子数才能增添2倍。
按照这样的思惟，泡利在1924年底颁发了宇宙中一个最根基的道理，泡利不相容道理。说的是，在一个原子中不存在两个，或两个以上具有不异能态的电子。
不相容道理限制的每个能级中的电子数目，诠释了为什么电子不会拥挤在最低的能态，诠释了为什么这个宿世界拥有这么丰硕多彩的化学元素。
后来人们把这个道理扩展到了所有的费米子，两个量子态不异的费米子不克不及存在于统一空间，它们的行为合适费米-狄拉克统计。
玻色子不从命不相容道理，可以无限的叠加，行为合适玻色-爱因斯坦统计。
什么是费米子？什么是玻色子？下个视频，我们再说。
泡利在展望了电子具有二值性的量子态今后，他并没有说这个量子态是什么？因为他不知道。
不外，很快，在1925年的炎天就有人提出了一个让人费解的现象，量子自旋！
