经过科学家100多年接力,人类终于了解了4.9%的宇宙( 二 )

经过科学家100多年接力,人类终于了解了4.9%的宇宙

图1:黑体辐射的频谱。 普朗克公式与实验结果完全一致。

1905年,爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955)于苏黎世大学博士毕业,在这一年里,他连续发表了关于光电效应、布朗运动、狭义相对论以及质能关系的四篇论文,在物理学的四个不同领域中同时做出了开创性的巨大贡献。故1905年也被称为爱因斯坦奇迹年(Annus mirabilis)。其中,在对光电效应的研究中,爱因斯坦提出,量子化并不仅仅是一种数学上的技巧,光的能量本身就是量子化的。具体地说,对于频率为 ν 的光,其能量只能为

E = hν = ?ω (1)

的整数倍,其中 h = 6.626 × 10?34 J·s 被称为普朗克常数,? := h/2π被称为约化普朗克常数;而一定频率下具有最小能量 (1) 的光被称为一个光量子(light quantum),或叫光子(photon);光的被发射或被吸收最少只能以一个光子的份额进行。当然,再考虑到由狭义相对论导出的光的能量动量关系 E = pc,我们还可获知,光的动量也是量子化的,即

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