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爱因斯坦和光电效应.pdf

1、首都师范大学学报(自然科学版)第 26 卷?第 4期2005 年 12 月Journal of Capital Normal University(Natural Science Edition)Vol.26,No.4Dec.?2005爱 因 斯 坦 和 光 电 效 应蒋长荣?刘树勇(首都师范大学物理系,北京?100037)摘要?介绍了光电效应的发现、光电效应理论解释、密立根光电效应实验,着重讨论了爱因斯坦在1905年提出光量子概念,从而正确解释光电效应的工作.关键词:赫兹,光电效应,勒纳,爱因斯坦,密立根,康普顿.中图分类号:O 4-09收稿日期:2005?02?05?光电效应最早是德国物理

2、学家赫兹(H?Hertz,1857 1894)于 1886 年发现的,后经德国物理学家勒纳(P?Lenard,1862 1947)等人对其规律进行了进一步研究.1905 年,爱因斯坦提出?光量子 概念,从理论上解释了光电效应,然而他的解释却受到了学术界的 普遍质疑,这种情况直到 密立根(R?H.Millikan,1868 1953)的实验后才得以改变.1921 年,爱因斯坦因对理论物理学所作的贡献,特别是因从理论上解释了光电效应定律而获得了诺贝尔物理奖.从 1886年赫兹发现光电效应到 1921 年爱因斯坦因光电效应定律获奖,人们对光电效应的研究经历了 30多年,可见其认识历程之曲折.1?赫兹

3、发现光电效应和勒纳的实验研究1?1?赫兹对光电效应的发现1光电效应最初是赫兹在 1886年 12 月进行电磁波实验研究中偶然发现的.尽管是在偶然的情况下发现这一效应的,但他立刻意识到它的重要性,因此,在以后的几个月中他暂时放下了手头上的电磁波研究工作,对这一现象进行了专门的研究.1887年 5 月底,赫兹将几个月来的研究成果写成研究论文!论紫外线对放电的影响寄给了!物理年鉴.赫兹这唯一一篇关于光电效应的论文,详细描述了他如何注意照射到次级火花隙极片上的光增强了隙间火花.为了弄清光是如何使火花增强的,他分别用铜、黄铜、铝、铁、锡等不同金属材料作为电极片进行实验,又使用不同光源如火光、阳光、电弧光

4、等进行实验,他还在光源和火花隙之间放置各种气体、液体和固体进行实验.根据这些实验的结果,他推断使火花明显增强的有效辐射有一个接近可见光谱的极限.为此,他又使用石英棱镜色散不同光源进行实验,结果发现使火花增强的辐射的确都是紫外光.虽然赫兹没能给光电效应以合理的解释,但他认识到了它的重要性.1887 年7 月7 日,赫兹用最浅显的术语写信向他父亲解释他的光电效应的研究.他在信中概述了他的研究情况:?这个效应是明显的,然而又是令人迷惑的.如果少一些迷惑,那自然更好;但不能轻易解开谜底也并非坏事,因为一旦谜底揭开,将会有许多新的事实被澄清.21?2?勒纳等人的研究赫兹的论文发表后,光电效应成了 19

5、世纪末物理学中的一个非常活跃的研究课题.在以后 10 年中,各国科学家对此发表的论文近百篇.1888 年,哈尔瓦克(W?Hallwachs,1859 1922)拓展了赫兹的工作,进一步实验发现若用紫外线照射金属板时,从金属板向外产生一带负电荷的粒子流.无论金属板最初是不带电或带有负电荷,这种现象都会出现.后来,埃尔斯特(Elster)和盖特尔(Geitel)发现不同金属发生光电效应所需光的波长不同.对于碱金属元素钠、钾、铷,仅用可见光就会产生光电效应.埃尔斯特还发现光电效应中产生的带负电的质点的荷质比与电子的荷质比相同,从而证实光电效应中产生的带负电的质点就是电子,称为光电子.勒纳是赫兹的助手

6、和学生,很早就对光电效应产生了兴趣.当勒纳对阴极射线的研究取得突破性进展后,他回到了对光电效应的问题上来.为了加速电子的速度和测量它们的能量,勒纳发明了一种?光电管.这是一种类似于我们今天的?三极管 的仪器.不同之处在于他的?光电管 的阴极发射的电子是用光照射出的,而三极管中的阴极是白炽灯丝,可向真空中发射很强的电流.这种?光电管 的发明,可以让他进行定量实验,大大方便了他的研究.1902年他发表论文介绍他的研究成果.勒纳得出,发射的电子数正比于入射光所带能量.电子的速度和动能与发射的电子数目完全无关,而只与光波长有关,波长减小动能增加.每种金属对应一特定频率,当入射光小于这一频率时,不发生光

7、电效应.勒纳虽然对光电效应的规律认识得很清楚,但对其解释却是错误的.他认为:?#逸出的能量并不完全来自紫外线,而是来自特定原子的内部.紫外线只起激发作用,很象引信点燃装了子弹的枪一样.我发现这个结论很重要,因为由此我们可以懂得,不仅镭原子含有储存的能量,其他元素的原子也储存着能量,它们也能发出辐射,而且当发出辐射时原子可能完全碎裂.31905年以前,对光电效应的解释都是不能令人满意的,因为,用现在的眼光来看,光电效应是不可能在经典物理学基础上解决的,它的解决,期待着革命性的观点.1905 年,这种革命性的观点终于提了出来,它就是爱因斯坦的?光量子 假说.2?爱因斯坦与光电效应2?1?关于!关于

8、光的产生和转化的一个启发性观点的论文1905年,爱因斯坦完成了 6 篇论文,在物理学的三个领域上都有重大发现,但被他自己称为?革命性(爱因斯坦罕用?革命 一词)的却只有!关于光的产生和转化的一个启发性观点一篇.该论文完成于3 月 17 日,6 月发表在!物理学纪事(Annalen derPhysik)第 17 卷第一期上.爱因斯坦在该文中写道:?确实,在我看来,关于黑体辐射%、光致发光、紫外线产生阴极射线,以及其它一些有关光的产生和转化的现象的观察,如果用光的能量在空间中不是连续分布的这种假设来解释,似乎就更容易理解.按照这里所设想的假设,从点光源发射出来的光线的能量在传播中不是连续分布在越来

9、越大的空间体积中的,而是由个数有限的、集中在空间某些点的能量子所组成,这些能量子能够运动,但不能分割,而只能整个地被吸收或产生出来.4在论文中爱因斯坦创造性地提出?光量子 概念,并借此来解释光致发光(荧光)、光电效应等现象.对于光电效应他指出,?关于光的能量连续地分布在它经过的的空间之中这种通常的见解,当试图解释光电现象时,遇到了特别大的困难.5他用下列方法解决此困难.?按照入射光由能量为RN0?的能量子所组成的见解,用光来产生阴极射线可以如下方式来解释.能量子穿透物体的表面层,并且它的能量至少有一部分转换为电子的动能.最简单的设想是,一个光量子把它的全部能量转移给单个电子;我们要假设这是能够

10、发生的情况.可是,我们不排除电子只从光量子那里吸收一部分能量的可能性.6按照上述说明则被发射的电子将接受的动能为 Emin=RN0?-p,其中RN0?即普朗克常数 h,?为光的频率,p 为电子离开物体时所作的功.爱因斯坦进一步指出,当把上式 Emin作为入射光的频率的函数而在笛卡尔坐标系中画出时,就必然得到一条直线,并且其斜率不依赖于所研究的物质的种类.显然,斜率就是 h.在当时,爱因斯坦的解释虽与勒纳的实验不矛盾,但也得不到确切的验证,加上基本观点的革命性,很长时间不能被人们接受.应该说爱因斯坦的这篇论文并不像一些文章所说的,是为了说明光电效应而写.他更多的是利用能量子假设把普遍的热的分子理

11、论或统计力学应用到热辐射问题中去,而对光电效应等的解释只是对他前述理论的一种核对.7例如,关于辐射的研究?结论 是:?能量密度小的单色辐射(在维恩辐射公式有效的范围内),从热学方面看来,就好象它是由一些互不相关的、大小为RN?v的能量子所组成.8这的确是一 个革命性的 观点,正如海 森伯(W?Heisenberg,1901 1976)所说:?光射到照相底片33第 4期蒋长荣等:爱因斯坦和光电效应上时所引起的光化学过程,是突然而冲击式地发生的.在解释勒纳的实验时,又复活了老的牛顿理论,这个理论把光线看作是一群飞得很快的微粒.这两个直观都在这里为有关光的本性的那些实验提供了很自然的解释,然而它们却

12、处于不可调和的矛盾之中,而在普朗克的发现之后的一个时期内,一切想用附加假定来解决这个矛盾的种种尝试,均以失败而告终.这就表明了这里所涉及到的是这样一个困难,这个困难正在撼动着严密自然科学的基础.92?2?因为什么授诺贝尔奖给爱因斯坦从1909 年,著名科学家、哲学家奥斯特瓦尔德(F?W?Ostwald,1853 1932)第一次因狭义相对论提名爱因斯坦为 1910 年诺贝尔物理奖候选人起,此后10 余年,普朗克、劳厄、玻尔等许多当时顶尖级的科学家都曾提名过爱因斯坦,他们的理由大多是相对论或广义相对论,也有少数是因为爱因斯坦在统计物理学方面的工作.1919 年,英国的日食远征考察队证实了广义相对

13、论对光经太阳引力场发生偏折的预言.从此,爱因斯坦世界闻名.这时,已经不是是否该给爱因斯坦诺贝尔奖的问题,而是,该因什么而授予他.对于相对论,虽然当时的著名科学家大都已经接受,但就是那少数几个也许并不很出名的科学家,令保守的诺贝尔奖委员会不能做决断.如果因统计力学方面的论文,委员会又认为?那是会使学术界感到奇怪的 10.1921 年,普朗克(M?Planck,18581947)等再次以广义相对论提名爱因斯坦,瑞典物理学家奥席恩(C?W?Ossen,1879 1944)因光电效应提名爱因斯坦.但由于广义相对论还有争议加上写评价报告的人不懂相对论,而写评价光电效应报告的人不理解爱因斯坦光电效应工作的

14、价值,1921 年的物理奖干脆未授,而其他奖项照发.1922 年,有更多的科学家因相对论提名爱因斯坦,而奥席恩重复以光电效因提名爱因斯坦.这次委员会要奥席恩写评价报告,奥席恩的报告十分精彩,因此,委员会决定绕过相对论以光电效应的名义授奖.委员会采纳了普朗克的建议把 1921 年的物理奖补发给爱因斯坦,而1922年的物理奖给玻尔.至此,爱因斯坦因在理论物理学方面的贡献,特别是光电效应定律的发现而获得1921 年的诺贝尔物理奖.3?光量子假设的论证爱因斯坦关于光电效应的研究无疑是与勒纳的实验工作分不开的,但爱因斯坦在解释光强与电子能量无关的问题的同时,还表明了能量与频率是线性的关系,并与材料性质无

15、关;此外,如果进行精确测量的话,还可以借助爱因斯坦的方程测定普朗克常数.3?1?密立根实验最初,人们对爱因斯坦方程的验证并非不重视,但直到1915 年,还不能从实验上得到确定的结论.然而已有迹象表明,实验的结果开始向爱因斯坦的方程靠拢.而在这些工作中,最有代表性的无疑是美国物理学家密立根的实验研究.由于爱因斯坦方程极为简捷,它作为确定普朗克常数的实验是非常合适的.密立根的实验工作是极为有趣的.最初,密立根对爱因斯坦方程持有怀疑的态度,他做实验并不是试图从实验上支持爱因斯坦的结论,而是想证明爱因斯坦是错误的.这样,在实验证明爱因斯坦的方程是正确的之后,他仍认为,?对爱因斯坦方程的全面而严格的正确

16、性作出绝对有把握的判断还为时过早.但他还是承认,?现在的实验比过去的所有实验都更有说服力地证明了它.如果这个方程在所有的情况下都是正确的,那就应该把它看作是最基本的和最有希望的物理方程之一,因为它是可以确定所有的短波电磁辐射转换为热能的方程.11尽管他对光量子假说所保持的怀疑态度并不奇怪,然而他从实验上迈出第一步还是可喜的和关键的一步.3?2?对光量子假说的抵制对于量子假说(包括光量子假说),在 20世纪最初的 20 年间,人们的态度是明显抱有否定的态度.正如佩斯(A?Pais)所说:?关于旧量子理论的头三篇革命性的文章是普朗克、爱因斯坦和玻尔(N?Bohr,1885 1962).所有这三篇文

17、章都包含对经典概念的否定,反对普朗克和玻尔思想&肯定不是没有&其明显和猛烈程度远不如对爱因斯坦的情形.12为什么会如此呢?佩斯认为,普朗克和玻尔的假说都是从实验开始,并得到实验的支持,人们的怀疑主要来自理论的分析.而爱因斯坦的光电效应理论,除了个别的带有人身攻击和科学家惯常的关于优先权的争论,主要原因是并没有实验与光量子假说的较高的契合程度,并且勒纳的实验也并不精确;而为了得到精确的实验结果,爱因斯坦和关心光电效应研究的人们竟然等待了 10 年之久.当然反对或怀疑光量子假设的人还有一种奇怪的态度.正如密立根所表示出来的情绪,尽管他的实34首都师范大学学报(自然科学版)2005年验证实了爱因斯坦

18、方程,但他还是认为,光量子假设?看上去是站不住的.类似的还有著名的英国核物理学家卢瑟福(E?Rutherford,1872 1937),他也认为,?能量和频率之间的这种明显联系,现在没有可能的物理解释.13其实,对于光量子假设,爱因斯坦也是有所保留的.甚至,爱因斯坦在一封信中写到,?至于这些量子是否确实存在,我不再过问了.我也不再去设法解释它们,因为,我已经明白,我的脑子是无法彻底理解它们的.14到1916年,对于光量子假设的研究可谓?柳暗花明又一村.从爱因斯坦给贝索(M?A?Besso,1873 1955)的信中可以看出,爱因斯坦的心情是较好的(这部分原因可能还有他的广义相对论的完成).他甚

19、至还认为光量子说?已肯定了.在!关于辐射的量子理论中,爱因斯坦注意到,自发辐射和受激辐射之不同,这对后来激光技术的开发奠定了理论的基础.当然这是后话.3?3?康普顿效应富于戏剧的一幕反映在关于 X 射线的研究.尽管伦琴(W?K?R?ntgen,1845 1923)发现 X 射线己过去了 20年,这期间,对于 X 射线的波动性有了很好的研究,然而对 X 射线的性质仍未能有一致的看法.尽管爱因斯坦这时已坚信光量子的存在(甚至在研究中还抽象出?光子 的概念 15,例如,受激辐射的光子不但频率、位相相同,而且振动方向与入射光子也相同,这种光学技术后被称作?激光),但对于从实验上如何加以验证,爱因斯坦并

20、未讲清楚.对此,德国物理学家德拜(P?Debye,1884 1966)和美国物理学家康普顿(A?H?Compton,1892 1962)各自独立地推出静止电子散射光子的相对论性运动方程.这样,关于光子性质的验证就自然形成了,而这些验证还自然地被看作是光量子假设的?判决性验证.佩斯说,?对光子思想是个质朴的检验 16.康普顿认为,当 X 射线的波长短到与电子大小接近时,可以产生干涉现象.但是实验表明,经典理论出现了困难.康普顿说道:?二次伽玛射线要比激发它们的原初伽玛射线软%一些.最近的一些实验表明,X 射线的情况也是如此.根据对石墨所产生的二次 X射线的光谱检测,我实际上已经证明,二次 X辐射

21、中即使存在与原初辐射波长相同的成分,充其量也只占很少的一部分.#波长的这种变化直接与汤姆孙(J?J?Thomson,1856 1940)的散射理论相矛盾,因为这一理论要求造成散射的电子在原初 X射线作用下发生受迫振动,因此,它本身发出的辐射就应该和落到自己头上的辐射有完全相同的频率.对这一理论做任何修补&比如假设电子是很大的&也无法解脱困境.由于这一失败,想在经典电动力学的基础上作出对 X 射线散射的满意解释,看来是不太可能实现的.17其中汤姆孙的理论认为,散射应是各向同性的,入射线束在散射物质周围应均匀分布.为此康普顿引入量子散射的观点.他分析道:?辐射量子在路径上的这种弯折,会造成其动量的

22、变化.因此,造成散射的电子会以等于 X 射线动量改变时的动量发生反冲.散射射线的能量应对于入射线的能量减去散射电子的反冲动能;而且由于散射射线必然是一个完整的量子,因而其频率也按能量改变的同一比率减小.这样,我们就能由量子理论确信散射 X 射线具有大于入射射线的波长.18康普顿还分别推导出相应的动量守恒和能量守恒的公式.此后,康普顿还依据?X 射线量子是被电子逐个散射 的假设提出X射线散射理论.他指出:?X 射线量子的运动方向发生改变,动量也便发生改变,这就造成了散射电子的反冲.反冲会使辐射量子的能量减小,频率也因之变低.散射所造成的 X 射线在波长上的相应增加量为-0=!(1-cos)式中,

23、0是原初射线的波长,为沿与原初射线成角散射出的射线波长,而!=h/mc=0?0242A?这里,h 为普朗克常数,m 为电子静止质量,c 为光速.19 辐射能量所以降低,是因为能量用 hv 表示.最后,康普顿认为,实验与(光)量子理论是相符合的.这样,爱因斯坦的光量子假说成功地解释了光电效应和康普顿效应,使人们逐渐接受了光量子假说.由于光量子动量的确认,在 1926 年,美国物理学家刘易斯(Gilbert Newton Lewis,1875 1964)提出了光子概念,以取代光量子.有趣的是,康普顿开始并未理会爱因斯坦的光量子假说,因此在他的论文中就根本未提到爱因斯坦的观点.而康普顿效应作为一个光

24、量子效应,其反响是巨大的,据说,索末菲(A?J?W?Sommerfeld,1868 1951)在新版的!原子结构与光谱线中适时地补充了康普顿效应.他认为,?这可能是在当前物理学现状中能够作出的最重大的发现.204?光量子的争论我们知道,关于光量子概念,一开始就受到广泛35第 4期蒋长荣等:爱因斯坦和光电效应的批评.原因是科学家并不愿意破坏电磁波连续传播的图景,而量子的这种破坏作用,较为保守的观点是尽量限制它的作用.代表这种观点的是量子观点的创立者普朗克.1907 年,普朗克曾这样写道:?我不是在真空中寻求作用量子的意义,而是在发生发射和吸收的那些地方,而且(我)假设发生在真空中的现象是由麦克斯

25、韦方程来严格描述的.21其实,由于光量子假说与电磁波之中图景的矛盾爱因斯坦最初也持有较为谨慎的态度,爱因斯坦这种态度使一些人以为他放弃了光量子假设.其实,爱因斯坦的态度所以谨慎,其原因在于难以对光量子的波-粒二象性作出解释.这样两种相互矛盾的性质曾在历史上引起激烈的争论,并且是彼长此消或彼消此长.这虽然表现出人类认识的反复性或曲折性,但也的确表现出其复杂性.虽然密立根和康普顿的实验对光量子假说有益,爱因斯坦还是有些不安,他说:?现在有两种光的理论,这两种理论没有任何逻辑联系,但我们却都不得不承认它们,因为它们是 20 年来理论物理学家付出了巨大代价才取 得 的.22更 有 甚 者,玻 尔、克

26、拉 默 斯(H?A?Kramers)和斯莱特(J?C?Slater)提出新的反对的看法,通常被称作?BKS 建议.这个建议指出,在原子跃迁而产生辐射的过程中,其量子特征破坏了能量守恒和动量守恒,或使这样的守恒只存在一种统计平均的结果.玻尔等人的这个说法是有代表性的,像能斯特(W?Nernst,1864 1941)和索末菲等人也曾有过类似的提法.否定光量子,而坚持光连续传播的观点主要是由于对应原理不能解释光量子的二象性,而互补原理是量子力学建立(1925 年)之后才提出的.此外,对于自发跃迁的概念,玻尔等人也持否定态度.针对康普顿效应,他们认为就平均而言,不足以在光量子水平下的能量守恒和动量守恒

27、当然放弃因果性观念也像放弃能量守恒和动量守恒一样,是难以接受的.后来,玻特(W?W?G.F?Bothe,1891 1957)和盖革(H.Geiger,1882 1947)发展了计数符合技术,测定了康普顿效应中次级光子和被打出的电子是否同时发生,发现其时间间隔小于 10-3s(后来进一步的测定达到 10-11s 的量级).接着康普顿及其合作者的实验,也证明光电子和被打出电子的过程中能量守恒和动量守恒也是成立的.这样,新的实验不仅证明这些守恒定律仍然成立,而且光量子的概念也经受住严峻的考验.这样,爱因斯坦的光量子学说得到最终的证实,有趣的是,玻尔等人也愉快地接受了这一结果,并为他们的?建议 举行

28、了?光荣的葬礼.然而爱因斯坦并未因此而停止了他对波粒二象性的思考,甚至在他晚年还念念不忘这种思考,他还以总结的口吻说道:?整整五十年有意识的思考还没有使我更接近光量子是什么?%的答案.当然今天每一个不老实的人都认为知道答案了,但他是在欺骗他自己.23是的,从 1905 年到 1951年,是经过了近50年的时间.1955 年(在爱因斯坦逝世的那一年),正值他的母校&苏黎世联邦工业大学 100 年校庆.在爱因斯坦的纪念文章中又谈到量子力学的问题,他还是认为,?看来完全值得怀疑的是,一种场论是否能够解释物质的原子结构和辐射以及量子现象.大多数物理学家都是不假思索地用一个有把握的否%字来回答,因为他们

29、相信,量子问题在原则上要用另一类方法来解决.这里的?物质的原子结构和辐射以及量子现象 当然包括光量子的问题.看样子,50 年的思索还是没有最后的结果.当年的?启发性观点 是真的富有启发意义的,但爱因斯坦头脑中的真实图景是什么样子呢?这是否还需要我们去猜测呢?这是多么奇妙的事情啊!这正如美籍意大利物理学家塞格雷(E?G?Segre,1905 1989)的评论,这篇文章?是物理学最伟大的著作之一.那个时候,科学家已经知道光是由电磁波组成的;若说确切无疑,莫过于此了.然而,爱因斯坦却对它产生了怀疑,进而揭示了光的双重性质&波粒二象性.这一发现和与其相对应的物质的二重性,成了 20世纪的最伟大的成就.

30、24参考文献1?钱长炎.赫兹对光电效应的研究及其历史意义.自然杂志,2003,25(2):117 1222?罗平.赫兹对光电效应的发现及其影响.巢湖学院学报,2003,5(3):343?宋玉升.诺贝尔获得者演讲集 物理学(第一卷),北京:科学出版社,1985.1104?美 约翰施塔赫尔主编 范岱年 许良英译.爱因斯坦奇迹年&改变物理学面貌的五篇论文.上海:上海科技教育出版社,2001.14636首都师范大学学报(自然科学版)2005年5?美 约翰施塔赫尔主编 范岱年 许良英译.爱因斯坦奇迹年&改变物理学面貌的五篇论文.上海:上海科技教育出版社,2001.1586?美 约翰施塔赫尔主编 范岱年

31、许良英译.爱因斯坦奇迹年&改变物理学面貌的五篇论文.上海:上海科技教育出版社,2001.1587?美J.梅拉,H.雷琴堡.量子理论的历史发展,北京:科学出版社,1990.120 1488?范岱年,许良英,赵中立编译.爱因斯坦文集(第 2 卷).北京:商务印书馆,1977.489?德海森伯,!海森伯论文选翻译组译.严密自然科学基础近年来的变化.上海:上海译文出版社,1978.135 13610?杨建邺.爱因斯坦传,海口:海南出版社,2003.40411?转引自 杨仲耆,申先甲.物理学思想史.长沙:湖南教育出皈社,1993.65412?转引自 佩斯.上帝是微妙的.北京:科学技术文献出版社,1988

32、46813?转引自 佩斯.上帝是微妙的.北京:科学技术文献出版社,1988.46914?许良英,赵中立,张宣三编译.爱因斯坦文集(第3 卷).北京:商务印书馆,1979.40315?美佩斯.上帝是微妙的.北京:科学技术文献出版社,1988.496 50016?美佩斯.上帝是微妙的.北京:科学技术文献出版社,1988.50417?美沙摩斯.史耀远,郁明康,刘孟朝,马洪信.物理史上的重要实验.北京:科学出版社.1986,423 42418?美沙摩斯.史耀远,郁明康,刘孟朝,马洪信.物理史上的重要实验.北京:科学出版社.1986,42519?美沙摩斯.史耀远,郁明康,刘孟朝,马洪信.物理史上的重要

33、实验.北京:科学出版社.1986,427 42820?转引自 佩斯.上帝是微妙的.北京:科学技术文献出版社,1988.50521?美派斯,戈革译.尼耳斯玻尔传.北京:商务印书馆.2001,34022?转引自 杨仲耆 申先甲.物理学思想史.长沙:湖南教育出版社.1993,65523?申先甲,张锡鑫,祁有龙.物理学史简编.济南:山东教育出版社.1985,73024?美塞格雷,夏孝勇,杨庆华,庄重九等译.从 X 射线到夸克.上海:上海科学技术文献出版社.1984.95Einstein and photoelectric effectJiang Changrong?Liu Shuyong(Depart

34、ment of Physics,Capital Normal University,Beijing?100037)AbstractThis thesis mainly expound how to found and explain photoelectric effect,and Millikan%s experiment on lightquantum and Compton effect on X?ray scattering.And it emphasize on Einstein%s work in 1905.Key words:hertz,photoelectric effect,lenard,einstein,millikan,compton.37第 4期蒋长荣等:爱因斯坦和光电效应

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