什么是光量子理论?

2025-03-20 04:36:00
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爱因斯坦的光量子理论,虽然能正确地解释光电效应,但仍然没能广泛承认,就连普朗克这位最早提出量子论的人,也认为爱因斯坦的理论“太过分”了。

原因就在于我们前面所说的“途中”。普朗克只认为电磁波在发射和吸收能量时是一份一份的,而爱因斯坦认为在传播过程中也具有这样的性质。

爱因斯坦理论的提出,使人们对光本质的认识前进了一大步。他重新引入微粒观,又肯定了波动的意义。主要是由于爱因斯坦的工作,使得光的波粒二象性确立,即光有时表现有波动性,有时表现为粒子性。

实验中的“斯托克斯定律”是爱因斯坦理论的证明。斯托克斯定律是:如果光碰上一块发荧光的平面,那么荧光的频率几乎总是比较低的,决不会高过引发辐射的频率。如果用波动理论,则无法解释,在光量子的假说中,通过爱因斯坦方程可以看到,打在屏幕上的量子放出一部分能量,因此被反射的量子能量较小,频率也较小。

另外,照相底板受到光照时,即使光线强度极弱,感光层的某些小颗粒也会起变化,而感光层的其他部分则依旧如故。这证明是光量子命中的部分引起变化。

美国物理学家密立根激烈地反对光量子理论,他花了10年时间,企图用实验来否定爱因斯坦。为了研究爱因斯坦方程,他把频率已知的单色光落到一块板上,然后尽量准确地测出放出的光电子能量。他用这种方法得出的普朗克常数与普朗克公式韵常数完全一致。

根据种种实验,光既有波的性质,又有粒子的性质,爱因斯坦的关于光是粒子组成的理论,没有让现代科学家放弃光的波动,而是有机统一且辩证地结合起来,即光的波粒二象性得到确立。