学习之旅·第 3 阶段：光是由什么组成的？

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光电效应

光能把电子从金属中打出来。可其中发生的事情，与“光是波”的观念对不上。1905 年 3 月，爱因斯坦提出了一种解释：光由一份一份的能量包组成，叫作光量子。今天我们称之为光子。

光的颜色：5.0 × 10¹⁴ Hz · 约 600 nm · 橙

亮度：60 %

2.07 eV

一个光量子的能量 · 打出一个电子所需：2.30 eV

0

每秒电子数（模型）

0.00 eV

最快电子的动能

没有电子：每个光量子只有 2.07 eV，而需要 2.3 eV。再亮也无济于事。

模型金属类似钠：逸出功 2.3 eV，截止频率为 5.6 × 10¹⁴ Hz（绿光，约 540 nm）。图中的光量子和电子都画得很稀疏，并且放慢了。在模型中，每个高于截止频率的光量子都会打出一个电子；实际上只有一小部分能做到。

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1905 年 9 月，爱因斯坦又寄出了一篇三页的补充：一个物体放出能量，就会变轻。质量和能量是同一事物的两面。由此诞生了物理学中最著名的公式。

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光量子和 E = mc² 出自同一年。1905 年，爱因斯坦 26 岁，在伯尔尼专利局担任审查员，业余写出了五篇论文，其中包括他的博士论文。如今这一年被称为他的奇迹年。

选择一篇论文：点一下日历中它所在的那一行。

1 光量子

„Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt“

译名：关于光的产生和转化的一个试探性观点

Annalen der Physik 17, S. 132–148

它改变了什么：光由一份份能量包——光量子——组成：这解释了光电效应，帮助奠定了量子理论，也为他赢得了诺贝尔奖。

来源分歧：德语维基百科记为 3 月 17 日：这是手稿末尾的日期（“Bern, den 17. März 1905”）。据期刊记载，收稿日期为 3 月 18 日。