天才一秒记住【热天中文网】地址：https://www.rtzw.net
当然，把光重新看做粒子只是一个计算性的“修复”
，来解释现有理论无法解释的现象，它最终会被一个更合理的理论所替代。
然而，结合巴尔默的观察实验，这个猜想终将从根本上改变物理学。
在普朗克提出光和物质之间进行离散能量交换的想法之后的几年里，阿尔伯特·爱因斯坦（AlbertEinstein）利用这一想法解释了另一个长期无解的物理现象——光电效应。
光电效应发生在光照在金属上时，一些电荷（带电的电子）会从金属中喷射出来。
电子射出的速度取决于光的波长。
光必须足够“蓝”
，即具有足够短的波长，才能够使电子喷射出来。
随着它变得越来越蓝，电子以越来越高的能量射出，速度也越来越快。
爱因斯坦指出，电子至少需要具有某一特定的能量才能脱离金属的束缚。
不仅如此，他认为光的粒子中具有离散的能量，且这样的能量与光的频率成比例（其比例常数被称为普朗克常数h）。
因此，当光照射到金属表面时，如果光的频率足够高（波长足够短）时，光的粒子可以将能量传递给电子，为电子提供足够的能量从而逃离金属的束缚。
爱因斯坦的模型表明，光与物质之间离散能量交换的起源来自光实际的离散特征。
这标志着光的粒子模型的完全复兴。
这一想法与巴耳末对原子产生离散光谱线的观察结果非常吻合。
但是，为了完整解释离散光谱线的现象，显然需要着重解释为什么原子会通过这种“小包裹”
的能量去发射光。
彼时在曼彻斯特工作的丹麦物理学家尼尔斯·玻尔（NielsBohr）提出了解释这一问题的关键。
他认为，光之所以作为离散能量的“小包裹”
被发射，是因为原子本身只能以某种构型存在。
他认为原子类似于微小的行星系统：电子在围绕中心核的轨道上运转。
电子可以在两个稳定的轨道之间“跳跃”
，同时发射或吸收光。
究竟是发射还是吸收光，则取决于电子是跳跃到更低还是更高能量的轨道上去。
这些轨道或量子态的特征取决于原子本身：该原子有多少电子，还有其原子核的大小。
因此，电子在两个量子态之间移动并且发射或吸收能量，是由原子本身的特性所决定的。
这就是说，当光子的能量与原子中电子的两个量子态的能量差相同时，光的吸收或发射就成为可能。
玻尔的想法巧妙地解释了巴耳末的观测结果，并肯定了光束作为离散粒子集合的想法。
所有这些进展都有可能破坏麦克斯韦理论所强烈肯定的光的波动模型。
它们甚至超越了哈密顿试图将光的波动性与粒子性相协调的努力，因为这一全新的想法，即光束是离散粒子的集合，似乎是光的基本特质，而不仅是拿物体的大小与光的波长进行比较的结果。
因此，科学家们重新审视了关于光的本质问题。
1908年，在剑桥工作的杰弗里·泰勒（GeoffreyTaylor）用极其微弱的光进行了杨氏双缝实验。
光非常微弱，以至于任何时刻同时通过两个狭缝的光子平均下来不到一个，但他仍然看到了干涉条纹。
这个结果很奇怪。
如果我们认为从光源到探测器有两条路径，第一条路径是通过第一个狭缝，第二条则是通过另一条狭缝，那么一个光子从光源到达探测器的路径也有两条。
然而，在同一时间内通过双缝的光子数只有一个，那么，单个光子是怎样形成干涉条纹的呢？这让当时的科学家们陷入了两难的境地。
玻尔解决了这一难题。
本章未完，请点击下一章继续阅读！若浏览器显示没有新章节了，请尝试点击右上角↗️或右下角↘️的菜单，退出阅读模式即可，谢谢！