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爱因斯坦相对论未获诺奖,竟是因为这些原因

更新时间:2024-08-15 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

爱因斯坦是迄今为止最伟大的科学家之一。其实我觉得我们完全可以把“其中之一”去掉。这位伟大科学家创立的相对论拓展了牛顿的时空观,把我们的宇宙描述成由三维空间和一维时间组成的四维时空。相对论对时空和物质的解释更是经典——空间和时间告诉物质如何运动,物质告诉空间和时间如何弯曲。1GE物理好资源网(原物理ok网)

如此优秀的理论却没有获得诺贝尔奖,这一来是因为相对论太过先进,无法用当时的技术去验证,二来也是因为诺贝尔奖评委会过于保守,还有一个原因就是爱因斯坦是犹太人。但爱因斯坦的名气与日俱增,如果诺贝尔奖评委会不把诺贝尔奖颁给爱因斯坦,其权威性就会大打折扣。最后评委会想出了一个折中而稳妥的办法,就是把诺贝尔物理学奖颁给爱因斯坦,但完全不提相对论,而是因为他在1905年提出了光量子假说,并成功解释了光电效应1GE物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦仅仅因为光电效应获得过一次诺贝尔奖,这让人为他和他的相对论感到惋惜。1GE物理好资源网(原物理ok网)

另一方面,我们在看一些荒野求生的电视剧的时候,会看到这种现象。主角被困在海洋中的一个荒岛上,为了活下去,首先必须点燃一堆篝火。此时正是中午,烈日炎炎,主角找到易燃的木柴,拿出放大镜,让阳光透过放大镜(凸透镜)聚焦成一束高热光线,最后照射到木柴上,点燃了木柴。太阳越大,阳光越强烈,温度上升得越快,我们就越容易点燃木柴。1GE物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦光电效应方程式1GE物理好资源网(原物理ok网)

回到我们今天要说的光电效应,1887年,赫兹首次发现了光电效应,简单来说,就是当我们用光照射金属板时,金属板上的电子会被击落。1GE物理好资源网(原物理ok网)

这种现象乍一看,和用放大镜点燃木柴很像,没什么奇怪的。但奇怪的是,当实验者们增加光的强度时,按理说应该有更多的光电子产生。就好比我们用放大镜点燃木柴一样,阳光越强,它的热量就越高,木柴就越容易点燃。但光电效应就很奇怪了,无论光的亮度怎么增加,飞出金属表面的光电子数量都没有变化。但当实验者们换成更弱的紫光时,飞出的光电子数量瞬间就增多了。1GE物理好资源网(原物理ok网)

许多理论物理学家提出过各种理论来解释这一奇怪现象,但都没有成功,其中普朗克理论是最接近真相的。1GE物理好资源网(原物理ok网)

1900年,普朗克研究黑体辐射爱因斯坦光电效应方程式,发现光的能量不是连续的爱因斯坦光电效应方程式,而是零碎的,他提出了量子能量公式E=hv,这个公式非常重要,爱因斯坦正是基于这个公式,迈出了成功解释光电效应最关键的一步。1GE物理好资源网(原物理ok网)

E代表光子的能量,h是普朗克常数,v是电磁波(光)的频率。E=hv留学之路,告诉我们光子的能量和光的频率有密切的关系,但和光的亮度无关。紫外光的频率比我们的可见光高,所以携带的能量更大。能量越大,撞击力就越强。当然,碰撞产生的光电子也就越多。1GE物理好资源网(原物理ok网)

在电磁波中,X射线和伽马射线的频率比紫外线高,显然它们的光电效应会更强,前文提到的用放大镜点燃柴火就属于光热效应,两者看似相似,其实有本质区别。1GE物理好资源网(原物理ok网)

1905年,爱因斯坦发表了《关于光的产生和变换的一种设想》的论文,提出了光量子假说,不仅成功解释了光电效应,而且打开了量子世界的大门。虽然后来爱因斯坦对量子力学的完备性产生了质疑,但他确实是这门学科的先驱之一。1GE物理好资源网(原物理ok网)

光电效应在我们实际生活中也有着广泛的应用,利用光电效应制成的光控电器,可以用于自动计数、自动报警等,电视摄像管、光电管、电光度计乃至农业的害虫防治都离不开光电效应。1GE物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦解释光电效应的光量子假说虽然不如相对论,但绝对值得获得诺贝尔奖,也是这位伟大的科学家留给人类的一笔宝贵的财富。1GE物理好资源网(原物理ok网)

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