問題:
*光電効果、光が輝くときの金属からの電子の放出は、不可解な現象でした。古典物理学は理由を説明できませんでした:
* 光の強度が重要: 明るい光はより多くのエネルギーで電子を排出する必要がありましたが、個々のエネルギーではなく、電子の数 * *のみを増加させました。
* 重要な光の頻度: 赤色光は、どんなに明るくても、特定の金属から電子を排出しませんでしたが、薄暗い青色の光でさえもできます。
* 瞬時放出: 電子は、光の古典的な波モデルと矛盾する低光強度でさえ、ほぼ瞬時に放出されました。
einsteinの解決策:
* 1905年、アインシュタインは急進的なアイデアを提案しました。 各光子のエネルギーは、光の周波数に比例します(e =hν、hはプランクの定数)。
* アインシュタインの説明:
*光子は金属内の電子と相互作用します。光子のエネルギーが十分に高い場合(作業関数と呼ばれるしきい値を超える)、電子を排出できます。
*明るい光はより多くの光子を意味し、より多くの電子が排出されますが、各電子のエネルギーは光子のエネルギー(周波数)にのみ依存します。
*光子と電子の相互作用が瞬時にあるため、放出の遅延は無視できます。
アインシュタインの影響:
* 光電効果について説明しました: プランクの量子理論に基づいたこの革新的な概念は、観察された行動を完全に説明しました。
* 光の粒子性を確立しました: この研究は、光の量子性に関する強力な証拠を提供し、量子力学の発展への道を開いた。
* 1921年に彼に物理学のノーベル賞を受賞しました: 光電効果の彼の説明は、物理学への重要な貢献として認識されていました。
要するに、アインシュタインの光電効果の説明:
* 長年のパズルを解決しました。
* 光の理解に革命をもたらしました。
* 量子力学の開発の段階を設定します。