爱因斯坦出场_奇点天文奥秘

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爱因斯坦出场_宇宙时间奥秘
 
 
普朗克认为他对于黑体辐射的解释是古怪可笑的,因为它与经典电磁理论的教义相矛盾,所以他没有能够进一步地挖掘这一解释的更深的含义。作为一个保守的科学家,他只是把他的理论当做一种用起来方便的假设,而不是当做奥妙的真理。然而他也是一个务实的人,由于这个理论是这样卓有成效,他对它深信不疑。但是当他的理论的全部含义,后来被其他人详尽地加以阐明的时候,他还是受到了很大的震动。有人这样说,当普朗克把量子幽灵从瓶子里面放出来后,他被这个幽灵吓得要死。
 
再一次是爱因斯坦,把这个理论向前推进了一大步。他对量子论做出卓越贡献是在 1905 年,在这同一年,他关于相对论和布朗运动的论文发表在《物理学年刊》上。实际上,正是由于他在量子论方面的这一突破而不是相对论,使他获得了 1921 年的诺贝尔物理学奖(这一消息是 1922 年发布的)。他这一成就解决的中心问题,是所谓的光电效应。实验表明,照射在固体金属表面上的光,可以使金属发射出电子。这些电子的能量不随光的强度变化,而是随光的颜色变化。这样的行为完全不能用经典的电磁理论来说明,因为按照这一理论,光的强度越大,从金属里面打出的电子的速度也就越大。但实际观测到的是,当颜色给定时增加光的强度,只会打出更多的电子,而电子的能量却保持不变。为了解释这个现象,爱因斯坦认为,能量是以微小份额的形式由光线携带的,他把这称为“光量子”。比较亮的光线表明有更多的量子——所以能从金属中打出更多的电子。频率比较高的光意味着更大的量子,所以逃逸出来的电子会具有更大的速度。在某一量子尺度下,电子就完全不能够获得足够的能量而离开金属表面。
 
对他这(完全基于演绎)的特殊解释,人们当时是表示怀疑的。因为尽管有普朗克早先的工作,但人们仍然普遍认为,电磁辐射的能量是连续的。爱因斯坦的建议在某种意义上是说,光是由微粒构成的,这是牛顿支持的一种观点,它早在 1678 年就已经被荷兰惠更斯的光的波动说所取代了。波动说看上去是如此优美,它清清楚楚地解释了一系列光学  
现象,例如折射、反射和干涉(当从两个光源发出的光迭加在一起时,就会发生干涉,这时候产生明暗相间的干涉条纹),因而使人们不愿放弃。
 
实验物理学家们用了许多年时间,详细地检验了爱因斯坦的光电效应理论。到了 1916 年,它被完全证实了。这个理论的非凡成功,最终迫使科学家们在二十年代重新考虑光的本质。然而,令人啼笑皆非的是,这一理论与波动理论的冲突,却使爱因斯坦在其后半生中忧虑不安。他总是强调,光量子说只是一种暂时性的假定。1951 年 12 月 12 日,那时他已近垂暮之年,他写给他的朋友贝索说:“这五十年来,冥思苦想并没有让我接近这个问题的答案:什么是光量子?当今任何一个普通人,都认为他知道这个答案,但是他是错的。”尽管爱因斯坦本人的保留态度,光的这一独特的存在形式,今天已经被毫不含糊地证实了。光量子被命名为“光子”,这是物理化学家列维斯(Gilbert Lewis)1926 年建议的。但是这并非意味着光不是一种波动。这是因为,光子在具有粒子性质的同时,也具有波的性质。它有时表现得像波,又有时表现得像粒子。这是我们第一次遇到的量子世界的奇怪特征之一:粒子和波的双重性。
 
 

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波和粒子_奇点天文奥秘

2020-10-11 21:25:36

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悬在空中的地球

2020-10-11 21:25:38

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