100年前的1921年,诺贝尔物理学奖授予了爱因斯坦,但并不是表彰他在相对论方面的工作,而是因他解决了一个自1887年起就一直困扰着物理学家的难题——光电效应。该效应是指在电磁辐射(如紫外线)的照射下,电子会从金属表面发射出来的现象,首先由赫兹发现。
1905年3月17日,也就是爱因斯坦26岁生日后的第三天,他向《物理学年鉴》提交了一篇题为《关于光的产生和转化的启发性的观点》的论文。在文中,他提出一个革命性的观点用于解释光电效应:光是量子化的!爱因斯坦解释,当光照射在金属表面时,如果构成光的粒子——光量子的频率足以将原子中的电子“踢”出来,就会产生光电效应。
今天,光电效应有着极为广泛的应用,比如光电二极管、光电倍增管、太阳能电池等等。尽管一个世纪过去了,基于爱因斯坦的思想建立的光明时代还远未结束。
人类对光的探索始于两千多年前,从德谟克利特到海什木,从牛顿和惠更斯到菲涅耳,物理学家直到20世纪才逐渐理解了光的本质。下面,点击打开盒子,让我们从16世纪开始,一同回顾在这场漫长追寻中的那些里程碑的时刻:
1. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-31903-2_1#Sec52. https://www.nature.com/milestones/milephotons/full/nmat2637.html3. https://www.light2015.org/Home.html礼盒:Clker-Free-Vector-Images / Pixabay光的本质:https://micro.magnet.fsu.edu/primer/index.html麦克斯韦方程:geralt / Pixabay & pithonius / Pixabay非线性光学:Cockrell School of Engineering, The University of Texas at Austin量子光学:Max Planck Institute of Quantum Optics电荷耦合摄像机: Wikipedia Commons半导体激光器:Edison Tech Center光子晶体:JillWellington / Pixabay & roboticamoeba.com蓝色发光二极管:outlaw_wolf / Pixabay阿秒物理:quantummadesimple.com