我們生下來看到的世界都是光明的,光或許因?yàn)槭撬究找姂T的,所以讓許多人都忽略了它的存在。但關(guān)于光的本質(zhì)是什么?是最近幾百年來人類一直追尋的問題,直到現(xiàn)在,并未間斷過。從幼稚到成熟,人類對光的認(rèn)識可以算的上是一部大戲??!
最開始有個 名叫伽森狄的法國數(shù)學(xué)家,他認(rèn)為光就是由大量的微粒構(gòu)成的,光的本質(zhì)就是微小的粒子實(shí)體,只不過它們的運(yùn)動速度貌似挺快的。然后牛頓認(rèn)可并發(fā)展了光的微粒學(xué)說,盡管在這期間也有胡克的光的波動學(xué)說,但是波動說不成氣候,因?yàn)榕nD在當(dāng)時(shí)的科學(xué)界幾乎是神一樣的存在著,牛頓的學(xué)說就是權(quán)威的,與牛頓相違背的大都被認(rèn)為是“民科”!
光的微粒說
以牛頓為首 所代表的的光的微粒說統(tǒng)治科學(xué)界近兩百年!直到十九世紀(jì),光的微粒說的權(quán)威地位才有所動搖。1800年, 托馬斯楊 用實(shí)驗(yàn)證明了光的干涉現(xiàn)象是存在的,這也就直接證實(shí)了光是一種波,因?yàn)楦缮娆F(xiàn)象僅是波才具有的特征。 到此時(shí) 人們不確定光的本質(zhì) 到底是 波還是粒子? 大家都迷糊了,也不知道到底信誰的,一直就這樣糾結(jié)著!
光的波動
赫茲是研究電磁波的,他用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了麥克斯韋預(yù)言的電磁波。 之后,赫茲做實(shí)驗(yàn)時(shí)有了意外的發(fā)現(xiàn)。當(dāng)他用光照射金屬硒的表面時(shí),發(fā)現(xiàn)了其導(dǎo)電時(shí)的電阻變小,之后的大量實(shí)驗(yàn)告訴他一個事實(shí):但光照射到某些金屬表面時(shí),會有某種物質(zhì)從金屬表面溢出。之后人們知道了這種溢出來的物質(zhì)是負(fù)電荷,隨后電子的發(fā)現(xiàn),又讓人們知道 這種負(fù)電荷就是電子。
所以這時(shí)候人們已經(jīng)知道了,當(dāng)有光照射在某些金屬表面時(shí),金屬表面的電子吸收了光的能量,電子進(jìn)而變得躁動起來,如果吸收的能量足夠大,電子會脫離原子核的束縛,進(jìn)而溢出到金屬表面形成電流。我們把這種電子叫做光電子,把這種現(xiàn)象叫做“光電效應(yīng)”。
光電效應(yīng)
但是此時(shí)的人們只能知道有這種現(xiàn)象,卻不知道為什么會這樣?按當(dāng)時(shí)的經(jīng)典理論是沒有辦法來解釋這種現(xiàn)象的。恰好,那時(shí)候普朗克提出了量子化的概念,愛因斯坦就立馬運(yùn)用了量子化的概念去解釋光電效應(yīng),認(rèn)為光是由光子(光量子)組成的,光子的靜止質(zhì)量為0 ,光子有運(yùn)動質(zhì)量,光子從一誕生就是以光速前進(jìn)著,光子一個一個的打到金屬表面的電子上,電子吸收光子的能量,如果吸收的能量大于原子核的束縛能,那么電子就脫離原子核的束縛,逃出到金屬的表面。
大家要注意到,愛因斯坦認(rèn)為光是由光子構(gòu)成,和之前牛頓的微粒說不同的是,光子并不是牛頓他們認(rèn)為的實(shí)心球 ,它是量子化的,這是一種新的粒子說(光量子假說)。但光電效應(yīng)不僅證明光具有粒子性,也具有波動性,因?yàn)楣膺€具有頻率!
直到現(xiàn)在人們公認(rèn)的事實(shí):光是一種電磁波,它具有波粒二象性,它有運(yùn)動質(zhì)量,速度為299792458m/s!
光的波粒二象性
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