【量子中级】诺贝尔奖也蹭流量，爱因斯坦因为什么获奖

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精华笔记 

一、光是粒子还是波？

1. 在20世纪以前，这是一个争论已久的话题。各种各样的实验，分别证明了光的粒子性和波动性；

2. 举例：

    a. 光的粒子性：光的直线传播；

    b. 光的波动性：牛顿环、光的衍射；

    c. 光的折射现象，既可以用粒子性，也可以用波动性，即惠更斯原理来解释。

| 牛顿环及其光学原理

3. 麦克斯韦写出了四个电磁学方程之后，物理学界倾向于认为光是波。

二、什么是光电效应？

1. 光电效应描述的是一个实验，用光去照射一块金属板，可以激发出金属板中的电子，形成电流；

| 光电效应实验原理

2. 令物理学家困惑的是，一束光能否从金属板上照射出电子，跟这束光的强度，也就是光量多量少，以及照射时间长短都没有关系，只跟光的频率有关。只要频率够高，强度很弱的光也能从金属板上瞬间激发出电子，这种现象无法用光的波动说去解释；

3. 能够从金属板上激发出电子的光的最小频率，叫做这种金属的临界频率。

三、爱因斯坦的解释

1. 如果光是一种波，光的能量就是连续的。那么应该光强越强，照射时间越长，激发的电子越多；

2. 只有把光想象成粒子（光子），像一颗子弹一样去撞击电子，才能解释光电效应。因为光子的能量与光的频率成正比，电子能否被激发，只跟撞击它的单个电子的能量大小有关。能够使电子克服金属表面的束缚而必须做的功，叫做这种金属的逸出功；

| 光的粒子性成功解释了光电效应

3. 对光电效应的成功解释让爱因斯坦获得了1921年的诺贝尔物理学奖。因为当时广义相对论还没有被完全证实，不好把诺贝尔奖以相对论的名义颁发给爱因斯坦。

思考题：光的粒子性是不是否认了光的波动性呢？如果光是粒子的话，如何解释之前做出的很多光的波动性的实验呢？