五、光的量子说

1900 年普朗克提出量子假设，1905 年爱因斯坦发表论光的量子理论著名论文，题目是《一个关于光的产生和转化的启发性观点》．他指出， 用连续空间函数表示能量的光波理论，当应用于光的产生和转化等现象时，会导致与经验相矛盾的结果．对于黑体辐射、光致发光、光电效应这些现象如果用光量子的假设来说明，似乎更容易理解．他发展了普朗克提出的能量子概念，认为电磁辐射的能量可以分成一小份、一小份的“微粒” 式结果，这些能量颗粒就是光量子，简称光子．它的大小用 hv 表示．（h

—普朗克常数，v—光的频率）．光量子适用于一切光的产生与转化问题， 在自由空间中光量子是一种存在的“实体”，爱因斯坦用光量子概念圆满地解释了经典物理理论无法解决的实验事实：光电效应．

因为按照光的波动说，它是与光电效应的实验事实相矛盾的．其一， 按照光的波动说，在光的照射下，金属中的电子将从入射光中吸收能量， 从而逸出金属表面．逸出时的初动能应决定于光振动的振幅，即决定于光的强度．因而光电子的初动能应随入射光强度而增加．这与光电效应的实验结果不符．其二，根据波动说，如果光强足够供应从金属释出光电子所需要的能量，那么光电效应对各种频率的光都会发生，但实验事实是每种金属都存在一个红限ν0，对于频率小于ν0 的入射光，不管入射光的强度多大，都不能发生光电效应.其三，按照光的波动说，金属中的电子从入射波中吸收能量必须积累到一定的量值，才能释放电子，显然入射光越弱，能量积累的时间越长．但事实是当物体受到光的照射时，无论光怎样弱，只要频率大于红限频率，光电子几乎是立刻发射出来的．

爱因斯坦则根据光的量子理论成功地解释了光电效应．并总结出了光电效应方程式

hν 1 2

= 2 mv + A

十年后密立根的实验完全证实了爱因斯坦光电效应方程及理论的正确性，从而确立了光的量子理论．