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光线如何运作

通过:William Harris&Craig Freudenrich,Ph.D.

轻拍颗粒

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太阳能电池板利用光电效应来为家庭和企业提供动力。
iStockphoto /Thinkstock.

Maxwell的电磁学理论处理辐射,包括它对光波的描述,是如此优雅和预测,这是1890年代的许多物理学家认为,没有什么能说明光线以及它的工作原理。然后,1900年12月14日,Max Planck沿着并介绍了一个惊人的简单,奇怪的令人不安的概念:光线必须以离散量携带能量。那些数量,他提出,必须是基本能量增量的单位,HF., 在哪里H现在是一个普遍的常数,现在被称为普朗克的常数F是辐射的频率。

艾伯特爱因斯坦高级普朗克1905年在他研究过的时候光电效应。首先,他开始闪亮紫外光线在金属表面上。当他这样做时,他能够检测从表面发出的电子。这是爱因斯坦的解释:如果光线中的能量有捆绑,那么人们可以想到含有微小的肿块,或者光子。当这些光子撞击金属表面时,它们就像台球一样,将它们的能量转移到电子,这从它们的“父母”原子中脱落。一旦释放,电子沿金属移动或从表面喷射。

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光的粒子理论已经返回 - 用复仇。接下来,Niels Bohr应用Planck的想法来改进原子的模型。早期的科学家们展示了原子由电子围绕的正电核组成行星,但他们无法解释为什么电子没有简单地剥离核心。1913年,BOHR提出基于其能量的离散轨道存在电子存在。当电子从一个轨道跳到下轨道时,它以光子的形式释放出能量。

Quantum的光理论 - 光线存在的想法是微小的包,或粒子,称为光子 - 慢慢开始出现。我们对物理世界的理解将不再是相同的。