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光量子理論
光量子理論的前身是量子假說,由普朗克提出。普朗克認為:輻射是由一分分的能量組成,就像物質(zhì)是由一個個的原子組成一樣。輻射中的一份能量,即是一個量子。能量的大小取決于輻射的波長,波長越短,能量越大;波長越長,能量越小。即量子的能量與波長成反比,與頻率成正比。用公式表示為:E= hν,其中h為普朗克常量,v為量子頻率,而量子的頻率與波長的關(guān)系式c=λf,f和v都表示量子頻率,只是所用的符號不同而已。
隨后,愛因斯坦受到普朗克量子假說的影響,開始從事后來被稱之為“光量子理論”的研究。愛因斯坦認為:物體是由一個一個的原子組成,是不連續(xù)的,而光是連續(xù)的,那么又為什么會出現(xiàn)光電效應(yīng)呢?光除了連續(xù)性,有沒有可能在一定的條件下也具有粒子性?帶著這樣的思索,愛因斯坦大膽假設(shè):光和原子一樣具有粒子性,光就是一束以c=3*108的速度運動著的粒子流,這些粒子被命名為光量子,光量子的能量為E=hv。
光量子理論很好地解釋了光電效應(yīng),當一定頻率的光照射到金屬表面時,如果這個光的頻率達到了極限頻率,那么不管光的照射時間多長,金屬表面都會發(fā)射出電子。運用光量子理論,這個現(xiàn)象就能得到很好的解釋:光是有一個個帶有一定能量的粒子,這些粒子都具有自身的能量,與粒子的頻率成正比,波長成反比。當光照射到金屬表面時,光粒子的能量是瞬時傳遞的,只要光量子的能量足夠大,金屬中的電子就能夠溢出。
由此,光電效應(yīng)得到了很好地解釋,同時,根據(jù)能量守恒定律,得出光電效應(yīng)方程:
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