光的微粒性
光的微粒性
電磁輻射的吸收和發射等現象說明它具有一定的能量,即說明電磁輻射具有粒子,光電效應就明顯地表現出光的粒子性。由于電磁波的波動性不能解釋輻射的發射和吸收現象,且對于光電效應及黑體輻射的光譜能量分布等現象也得到不能解釋,所以只認為電磁輻射視為微粒(光子)才能滿意地解釋。
電磁輻射就是以非常高的速度在空間傳播的光量子流。電磁輻射具有微粒性,即把電磁輻射看成為一束微粒流即光子流,其微粒性的參數為能量(E)。光的波動性參數微粒性參數的關系可用普朗克(Planck)常量聯系起來。普朗克認為,被熱激發的振動質點的能量是量子化的,當振子從一個允許的高能級向低能級躍遷時就有一個光子的能量發射出來,能量與輻射頻率的關系為表現了電磁輻射的雙重性,即波動性和粒子性,等式左邊表示為粒子的性質,等式右邊表示為波動的性質。該式表明,光子能量E與它的頻率成正比,或與波長成反比,而與光的強度無關,該式統一了屬于粒子概念的光子的能量E與屬于波動概念的光的頻率又兩者之間的關系。光子的能量可用焦耳(J)或電子伏特(eV)等單位表示光子的能量單位,它表示一個電子通過電位差為IV的電場時獲得的能量。C的所有現象告訴我們,從宏觀現象中總結出來的經典理論,對微觀粒子不再適用,宏觀概念中波和粒子是完全對立的,而光波不是宏觀概念中的波,光子也不是宏觀概念中實物粒子,所以,光的波動性和粒子性不僅僅只是對立的,而且兩者也是統一的。大量光子顯示出的是光的波動性,少量光子顯示出的光的粒子性,光子少量時呈現一個一個的粒子,大量時這一群光子呈現的則為波形分布,就好像一個隊伍里的個人與隊形的關系;光在傳播過程顯示出光的波動性,光與物質相互作用時,顯示出光的粒子性。由此可以知光既具有波動性又具有粒子性,即光具有波粒二象性。不但光子具有波粒二象生,一切微觀粒子都具有波粒二象性,微觀粒子的規律不能再用經典物理理論解釋,而應用繼普朗克量子理論之后建立的量子力學去解釋。
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