1光量子假说的意义在1905年,科学家对量子化并不适应。没有人知道,这是向不能纳入经典物理学框架的未知世界迈出的第一步!光量子论首次表明有可能用量子假说解决经典物理学的其它困难。爱因斯坦的独创性、智力上的勇气、物理洞察力和对简洁解释的追求赢得了胜利。由于对理论物理的贡献,特别是阐明了光电效应定律,爱因斯坦被授予1921年度的诺贝尔物理学奖。Date711康普顿散射模型最终验证光量子假说的实验叫做康普顿散射。1912年,Sadler和Meshan发现,x-射线被轻原子量的物质散射后,波长变长了;1923年,康普顿指出,这个现象是当x-射线光子与核外电子碰撞时,部分能量被电子带走所引起的。假设在碰撞前电子的速度很小,可以被当作是静止的;另一方面,轻原子的原子核对核外电子的束缚比较弱,电子可以被看作自由电子。假定在碰撞过程中系统的总能量和动量守恒由能量守恒方程得出利用电子的能量—动量关系利用动量守恒方程方程两边的三个平方项全部相消Date811康普顿散射的预言剩下的非平方项构成如下方程整理两边之后得到电子的康普顿波长实验结果与理论预言完全一致,是对光量子概念的一个直接而强有力的支持;这个实验还证实,普朗克—爱因斯坦关系在定量上是正确的;并且最终证明能量动量守恒定律适用于任何物理过程。Date911光的波粒二象性的证据这就带来了一个问题:辐射到底是波还是粒子?光量子理论的成功是否会使科学家最终摈弃波动学说呢?结果表明,自然界并不让我们摈弃波动理论。干涉图样就是光波的直接证据。于是我们有了两个互不相容的电磁理论:干涉实验要求用波动理论解释,而光电效应则要求光的粒子理论。辐射能够同时既是波又是粒子,这是难以想象的。(请试着想一想)光具有波粒二象性,证据来自极微弱光强下的多时间段曝光照相。由此可以推断:光波产生的图样来自大量的光子。不过,这仅仅是在目前的知识水平上的理解。Date1011
全文预览
