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索末菲对自己的博士学生海森堡说:“我们知道原子外面是电子包围着的,但你考虑过电子的速度吗?”
海森堡说:“没考虑过,是不是要比真空中电子速度要慢?”
索末菲说:“在不同的轨道上,电子的速度是不一样的,但是我们可以找一个典型的来讨论。”
海森堡说:“这个是很值得研究的,比较电子的速度快慢也能反映出电子轨道的能量的信息。”
两个人开始着手测量原子中电子的速度,选取的是第一波尔轨道上电子的轨道。
之后得到一个常数,就是电子在第一玻尔轨道上的运动速度和真空中光速的比值,计算公式为α=e2(4πε0c?)(其中e是电子的电荷,ε0是真空介电常数,?是约化普朗克常数,c是真空中的光速)。这就是精细结构常数,是物理学中一个重要的无量纲数,常用希腊字母α表示。
精细结构常数是一个数字,量纲为1(或说是无单位)1α≈137(更近似为137.0)
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