愛因斯坦，在科研界大放光芒，光電效應就是他提出來的

2020-08-28 宇乾說天氣

1905年，大物理學家愛因斯坦在人類理解量子世界的道路上又向前邁進了一步。他指出，光其實也是一種粒子，叫做光子。

我們給大家講過，人類歷史上有兩位最著名的科學家。其中一位是牛頓爵士，另一位就是愛因斯坦。與牛頓爵士類似，愛因斯坦的早年生活也很不順。愛因斯坦出生在德國的一個猶太家庭，他為了不在德國軍隊裡服役，跑到瑞士去考大學。結果第一年高考時落了榜，到第二年他才考上蘇黎世理工學院。


愛因斯坦比較恃才傲物，在大學期間經常不去聽課。更糟糕的是，那時的大學課堂不像現在，講大課的時候，一個教室裡有幾十甚至上百個學生，所以你不去，老師可能也發現不了。但在愛因斯坦上大學的時候，一個教室裡只有10個學生，你不去，老師一抓一個準。由於愛因斯坦經常不去上課，他的老師們都對他很不滿。當時他們物理系的系主任韋伯，就曾批評愛因斯坦不喜歡聽從他人的意見。這導致了一個很嚴重的後果，就是愛因斯坦畢業的時候，沒有在大學裡找到工作。

大學畢業後的兩年，愛因斯坦過得相當艱難。他曾經在中學教過課，給小孩子做過家教，甚至還當過一段時間的無業游民。後來靠一個大學好友的父親幫忙，才在伯爾尼專利局找到了一份穩定的工作。這份工作薪水不高，但比較空閒，這樣愛因斯坦就有時間從事他心愛的物理學研究了。到了1905年，原本默默無聞的愛因斯坦突然進入人們的視野，他在一年之內做出了三項震驚世界的重大發現，分別是狹義相對論、布朗運動和光電效應。由於愛因斯坦的神奇表現，後來人們把1905年稱為「愛因斯坦奇蹟年」。在愛因斯坦的三大發現中，光電效應是人類在理解量子世界的道路上邁出的第二步，愛因斯坦也因此獲得了1921年的諾貝爾物理學獎。

我們來講講什麼是光電效應。物理學家做實驗時發現了一個現象：用光照射金屬就可以從其內部打出電子。這並不奇怪。光可以把自身的能量傳遞給電子，使它獲得足夠的能量，從而逃脫金屬原子對它的束縛。但奇怪的是，這種現象的發生取決於光的頻率。在一定頻率之上的光，只要一照就可以從金屬中打出電子；而在此頻率之下的光，無論照射多長時間也無法把電子打出來。這就很難讓人理解。

因為在經典力學中，能量是連續的。比如，要把一個大水缸裝滿水，你用大臉盆一盆一盆地往裡倒水，可以把水缸裝滿；你用小水杯一杯一杯地往裡倒水，也可以把水缸裝滿。但現在光電效應實驗告訴我們，你用大臉盆可以把水缸裝滿，但是用小水杯就不行。

這是怎麼回事呢？愛因斯坦說，這是由於光本身並不連續，而是由一個個叫光子的微粒組成。光子的能量取決於光的頻率，光的頻率越高，光子的能量就越大。為什麼能用光子解釋光電效應呢？很簡單。如果一個光子的能量比較大，它傳遞給電子的能量就比較大，只要這個能量大到足以掙脫金屬原子的束縛，電子就會立刻從金屬裡跑出來。

但如果光子的能量比較小，它傳遞給電子的能量也比較小，如果這個能量一直低於逃出去所需要的最低能量，電子就會一直被束縛在金屬內部。

怎麼樣，很神奇啊，小編小時候一直想著成為科學家什麼的，真羨慕啊

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    一、什麼是光電效應？當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現象，稱為光電效應。在光電效應中逸出的電子秤為光電子，光電子定向移動形成的電流叫光電流。光電效應存在截止頻率：實驗發現不是任何光照射，都能產生光電流。需要光達到一定的頻率，而與光照的強度無關，即頻率達不到，光再強也沒用。能使電子逸出的最低頻率稱為截止頻率。並且不同金屬的截止頻率不同。存在飽和電流：光照不變，增大電壓，電流增加到一定值後，不再增加，即達到飽和值。
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    擁有「最強大腦」的他發現了光與電的奧秘1887年，著名物理學家赫茲（現今頻率的單位就是以他的名字命名的）在一次研究中偶然發現：光照射到某些物質表面，會引起物質電性質的改變。之後的研究證明，這是因為產生電子流導致的，因此這一現象被稱為「光電效應」。
  • 光量子假說是如何提出來的
    愛因斯坦是20世紀最偉大的物理學家，他所取得的偉大成就與其超人的智慧和創造性思維是分不開的。如果說在狹義相對論和廣義相對論的創立中愛因斯坦作出了重大貢獻，那麼，在量子力學的建立和發展過程中，愛因斯坦也是功不可沒的。
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  • 光電效應
    通常歷史說，這一效應是在1887年由海因裡希·赫茲（Heinrich Hertz）發現的，他觀察到在光的影響下不同材料表面的電子發射，其實他當時是發現了電磁波，偶然看到了電火花。外部光電效應在金屬中特別容易觀察到。其原因如下：金屬的顯著特徵是存在幾乎自由的電子，即，由於晶體的內部電場的效果導致價電子與原子分離。在金屬內部，這些電子自由移動，但它們不能離開金屬，因為它們沒有足夠的能量來克服勢壘。
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    光電效應簡介 　　光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象。在高於某特定頻率的電磁波照射下，某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流，即光生電。光電現象由德國物理學家赫茲於1887年發現，而正確的解釋為愛因斯坦所提出。
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    光電效應：光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象。在高於某特定頻率的電磁波照射下，某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流，即光生電。光電現象由德國物理學家赫茲於1887年發現，而正確的解釋為愛因斯坦所提出。科學家們在研究光電效應的過程中，物理學者對光子的量子性質有了更加深入的了解，這對波粒二象性概念的提出有重大影響。
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    在這之後，直到1904年這段時間裡，他對物理學上的兩大疑難問題都進行了深入的思考。到了1905年，愛因斯坦就像是蓄積了巨大能量的火山一樣，一瞬間爆發了。他在半年多的時間裡，在三個領域作出了有劃時代意義的貢獻：完成了有關解釋光電效應的論文，提出光子說；對於布朗運動的全新闡釋，間接地證明了分子的存在；完成了題為《論運動媒質的電動力學》的論文，提出了狹義相對論。
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