愛因斯坦用光電效應解釋了當時經典理論無法解釋的兩個問題。 光電效應是那個時代的難題,學術界認為他有合理的解釋,他因此獲得了諾貝爾物理學獎,這是他一生獲得的唯一獎項。
愛因斯坦著名的光電效應方程是:
E 高 – E 低 = 1/2m.u2+.hv
電子逃逸的臨界條件:電子的初始動能為零
即1/2m u2=0,則:電子E損失的能量:
E=hv
h:普朗克常數 v:輻射光的頻率。
這與普朗克的能量量子相呼應。 因此愛因斯坦引入了光量子。 他認為金屬電子吸收了能量為hv的光量子束而達到逃逸條件而逃逸,通過電場形成電流。
這種對光量子的解釋是錯誤的! 這個錯誤是不可原諒的,物理學失去了進一步發展的良好機遇。
光電效應是一種能量吸收過程。 與隨機輻射過程不同,吸收有很多限制。 在輻射過程中,電子更有可能將所有激發能量交換為某種光波。 在吸收過程中,電子只能接受有限的能量,并且存在頻率等苛刻條件。
光電效應吸收光波。 電子在一側吸收光波,并在另一個過程中被其他原子釋放。 光波有幾個重要的參數,包括振動平面、振動頻率、波長、振幅和相應的波列長度。 受體原子的電子必須同時滿足幾個條件才能發生光電效應。 電子的旋轉平面必須與光波的平面共面; 光波的頻率必須與繞原子核旋轉的電子的頻率或駐波的頻率相匹配; 如果頻率不同,電子就不能在同一平面、同一地點、同一方向、同一方向運動。 力與電子碰撞。 一般來說,波列較長、頻率相同、振幅均勻、波峰共面、波列為直波列。 身份要求嚴格,多次相同碰撞是必要條件。 碰撞次數足有十幾次10的10次方,平均來說,這么多次碰撞都是在10的負8秒內完成的。 波列的傳播速度高達每秒10的8米次方。 它的傳播速度是宇宙中最快的。 因為光波是不連續的(由其他電子發射),光波是一一不連續的,所以能量交換也一定是一一不連續的。 交換是量子化的,這是由物質的性質決定的,量子化是本質。 物質原子和光介質粒子有很多,匹配隨時可能發生。 然而,只有當光波頻率與電子回轉周期(或駐波周期)相匹配時,才能發生連續的能量交換。 少量碰撞不會形成波浪。 如果頻率不匹配,無論光波有多強,也不會繼續與電子碰撞。 因此,不會產生電流。 電流的存在或不存在是由光波的頻率決定的,因此光電效應是“頻率控制的”。 當頻率匹配時就會有電流,與幅度無關。 只要頻率正確,就會有電流,與光強因素無關。 電流與光強無關。 能量量子化、“頻率控制”、電流與光強無關的三個重要方面都解釋清楚了。 因為主角只是波和電子,波和粒子這兩種現象就不用說了。 波是光波,粒子是電子。
能量交換必然涉及物質轉移。 電子和光介質粒子屬于以太兩個層次,大小差異很大。 光介質粒子與發光電子的碰撞也是必要條件。 光波有許多波峰,波峰平直、共面、振幅相等、波長均勻。 就像發光一樣,光介質粒子所能接受的能量是非常有限的。 只有多個波峰才能帶走電子的激發能。 在吸收過程中,只有多個波峰的連續碰撞才能擾動電子直至脫離原子核。 對于多次碰撞也是如此。 必要條件。 波列對應于電子的激發能。 整個波列的總能量最多等于受激電子的能量。 利用激發電子的能量來測量光波列的總能量是當時可以實現的方法,但過于籠統。 ,太不精確了。 與10的10次方相比,用電子的能量來表示波列太大了。 將這種能量定義為能量的基本單位過于粗略。 而且,這并不是一個具體數字。 這是一個很大的數字。 對應于頻率 v 的簇的數量大約與自然數的數量相同。 波列具有相同的振動平面,波列是直的,頻率相同,振幅相等,波峰均勻,這意味著電子的激發能量被均勻地分為數億個波峰,并且整齊的波峰組成了波列。 ,每個波峰交換的能量很小且相同。 它是一個很小的具體數字,可以作為能量的基本單位。 因此,能量的基本單位應該是電子與波峰每次碰撞所交換的能量,這才是真正的能量量子和光量子。 這個數字的大小等于普朗克常數 h 乘以光速 c。 等于hc,無論是輻射還是吸收,它仍然是一個常數。
普朗克和愛因斯坦都去世了。 不知道當時作為專業人士的普朗克和還是“平民”的愛因斯坦是否意識到了這一點。 令人費解的是,這么簡單的道理卻沒有被深入研究。 人類的壽命只有幾十年,就像持續了兩百多年的原子爭論一樣,人們為什么要浪費它! 習慣的力量很難抗拒,舊的觀念很難改變,尤其是做理論物理的。 最聰明的辦法就是“圈”。 以太被宣判了“死亡”和“靈活性”! “光速不變”,無需爭論“以太”的生死,別浪費生命,光速“全宇宙也不例外”,光量子是與普朗克相同,并且它們的 hv 都相同。 仍然獲獎物理資源網,仍然被捧為“模特”。 物理呢? 任何。
波列和波峰之間存在巨大差異。 波列的選擇對應了過多的波峰并且過于精確。 雖然普朗克和愛因斯坦都是高壓波列,但波列的長度不同,波峰也不同。 量子論和相對論的基本概念不同,兼容困難,永遠不會統一。 物理已經停在了電子平臺上,動彈不得。
輻射時,一個受激電子對應有很多光波,但最長的是受激電子的全部能量。 吸收力不同。 它總是需要一定數量的相同數量的波峰,這是由金屬的初始電勢和流出電勢決定的。 不足和多余的波峰與電子無關。 熱吸收是一種常見的形式。 但量子能量的基本單位都是hc。 是每個波峰對應的能量。 具有明確、獨特的物理意義。 能量量子和光量子都是相同的hc。
為了解釋光電效應,愛因斯坦開辟了物理學的新階段。 “民學”轉為“官學”,他的事業蒸蒸日上。 物理學變得混亂并迷失了自己。 思維早已進入更微觀的境界,但尺度混亂,大小不一。 所謂量子應該在更微觀的領域發展,并且有很多成就。 但由于規模和實驗手段遠遠跟不上,多年來一直處于混亂狀態,至今仍處于混亂之中。 動不動就崩潰,動不動就變得無限。 區分尺度是需要解決的首要問題。
愛因斯坦的光電效應闡明了兩個主要問題的一方面。 光量子被引出,但整個過程錯誤多于正確。 “五十年的有意識思考并沒有讓我更接近‘什么是光量子?’這個問題的答案。”它對后世的理論物理學產生了不可估量的深遠影響。
就像以太的“不朽”一樣,真正的“能量量子”也可以通過實驗來驗證:
臨界波列長度驗證實驗:
實驗裝置:
實驗由單色光源、窄轉盤、電機、接收金屬板、精密測量儀器組成(如圖)。 通過調節電機轉速,窄轉盤可以攔截一定長度的波列。 當電機由大變小時,波列由短變長。
實驗原理:
普朗克能量量子:ε0 = hvv——光波頻率
愛因斯坦的光量子:W high - W low = hv
利用頻率、波長和光速之間的關系:v=c/u
u——波長,1/u= b——波數:波列的波峰數。
則: ε0= W high - W low = h? v= hc?1/u = h?c?b
實驗中,C為光速,h為普朗克常數,h?c仍為常數,令h0= h?c
則有 ε0 = W high - W low = h? v= h?c/u= h?c·b= h0 ?b
即:普朗克假設的能量基本單位(能量量子hv)與愛因斯坦原子能W high - W low = h·v(光量子)的變化(躍遷)均為:ε0 = W high - W low = h?v = h0·b 即能量子和光子都是常數h0和波列波峰數b的乘積。 ,其中 h0 = h?c 是普朗克常數 h 和光速 c 的乘積。 h0是真正的能量基本單位——能量量子和光量子。
通過實驗,可以獲得每種金屬對應的最長臨界波列長度光電效應方程,并計算出每種金屬的最小臨界波峰數。 電子輸出的總能量(普朗克能量量子)對應于臨界峰值數。 可以計算出每個波峰對應的能量——真正的能量量子。
實驗步驟:
1、根據金屬板選擇匹配的“有限”內部光源。 當光波照射時就會產生電流。 檢查系統是否正常;
2、啟動電機,緩慢由高速轉為低速;
3、記錄電流輸出瞬間的電機轉速;
4、針對每種匹配情況,改變光源強度,觀察電流輸出的變化;
5.整理數據并填寫實驗報告。
實驗結論:臨界波列長度存在且可以測量。
分析與討論:
實驗證明臨界波列長度確實存在。
量子:h0=h?c=6.-34*3x108
=1,-25(J·m)(焦耳·m)
這個實驗也可以作為“真實能量量子”的實驗測試。
變換后可得:h0=W/b
其中,W:功函數。 b:測量的臨界波數。
根據實驗測得的波峰數量,可以得到能量子的實際大小h0。 每種金屬的功函數不同,其臨界波數也不同。
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h0=hc=6.-34(焦耳﹒秒)X3X8米·秒
=1.+25焦耳·米
實驗回顧
實驗主要是驗證臨界波列長度的存在性。 采用旋轉收窄的目的是從許多光波列中切出一段具有一定波列長度的光波。 通過窄窗和透光窗的波列的最大長度相同且可控。 這樣,就可以測量出相應接收金屬發生光電效應時的臨界波列長度,并可以得到每種金屬的臨界波峰數。 這樣,我們就可以詳細地論證量子存在的真實意義和現實性。
隨著電機速度緩慢降低,傳輸光波的波列長度增加。 當傳輸波列的長度增加到臨界長度時,就會出現這種匹配光的電效應。 我們將匹配臨界狀態對應的波列長度稱為金屬的臨界波列長度。
實驗原理很簡單。 關鍵是發射的光束必須攔截所需長度的波列,并且光強必須能夠產生金屬的光電效應。 寬度和速度的配置非常重要。
吸收金屬中的所有電子可能處于各種能態。 每個電子可能吸收不同的能量,吸收波峰的數量也不同,各自的臨界波列長度也不同。 最外層的電子首先逃逸,這是可以理解的。 如果最外層電子數超過一個,則臨界波列長度無法唯一確定。 在同一方位的情況下,還有碰撞點到原子核的距離。 當距離不同時,發射的光波也不同(光波的強度不同)。 最好選擇只能有一個電子逃逸的情況,或者電流測量靈敏度可以區分電子伏特的大小,或者可以測量電子的數量。 這大大增加了實驗的難度。
但最先逃逸的電子一定是能量最高的電子,而且可能是最外層最容易逃逸的電子。 它吸收的波峰數量最少,臨界波列長度最短。 我們仍然可以測量臨界波列長度,從而計算出臨界波峰數。 然后光電效應方程,使用波長稍大的光源(保證頻率在金屬的“極限”之內),那么此時的臨界波列一定比之前稍大。 這個比例關系足以證明臨界波列長度的存在。
將我們的認識推進到極小粒子領域,結合能量傳遞和波峰數的聯系,量子的物理意義就不難理解了。 不再難以置信,不再不可原諒。 量子成為真實粒子的能量。 這不能不說是物理學的一大進步。