光是如何工作的


轻如粒子
太阳能电池板利用光电效应为我们的家庭和企业供电。
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伊斯托克照片 思想库

麦克斯韦电磁理论处理辐射,包括对光波的描述,它是如此优雅和具有预言性,以至于19世纪90年代的许多物理学家认为光和它是如何工作的没有什么可说的。然后,十二月十二日14,1900,马克斯·普朗克带来了一个惊人的简单,然而奇怪的不安,概念:光必须以离散的数量携带能量。这些数量,他提议,必须是基本能量增量的单位,高频,哪里H是一个现在被称为普朗克常数f是辐射的频率。

阿尔伯特·爱因斯坦在1905年研究普朗克理论的时候光电效应.第一,他以闪耀开始紫外线在金属表面。当他这样做的时候,他能够探测到从表面发射的电子。这是爱因斯坦的解释:如果光中的能量是成束的,那么我们可以把光看成是包含微小的团块,或光子.当这些光子撞击金属表面时,他们就像台球,把能量转移到电子上,从它们的“母体”原子中分离出来。一旦获释,电子沿着金属移动或从表面弹出。

光的粒子理论回来了——带着复仇的心情。下一步,尼尔斯·玻尔运用普朗克的思想来完善原子模型。早期的科学家已经证明,原子是由带正电的原子核组成,周围环绕着像行星,但他们不能解释为什么电子不简单地螺旋进入原子核。1913,玻尔提出电子以能量为基础存在于离散轨道中。当电子从一个轨道跳到下一个轨道时,它以光子的形式释放能量。

光的量子理论——光以微小的包体存在的观点,或粒子,所谓的光子——慢慢地开始出现。我们对物质世界的理解将不再相同。

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