光电效应的历史：爱因斯坦与莱纳德之间的争斗

　　爱因斯坦因光电效应获得 1921 年诺贝尔物理学奖。但是为什么无论是当时还是现在凯时娱乐赌场网址，爱因斯坦都是以他在相对论方面的工作而闻名凯时娱乐赌场网址。好吧，这一切都与一个名叫菲利普·莱纳德 (Philipp Lenard) 的人有关，他在光电效应方面的实验启发了爱因斯坦的理论。

　　莱纳德是一个很令人追崇的人凯时娱乐赌场网址。他的工作在开始的时候启发了爱因斯坦，并两人成为了朋友。然而由于各种阴差阳错的组合，包括对物理学的热爱、科学方面的失望、民族主义和精神上的弱点，他最终成为爱因斯坦最大的克星之一。这是一个物理学方面的故事，也是关于一个人堕入疯狂和法西斯主义的故事。这方面往事让我们听 Kathy 老师娓娓道来吧凯时娱乐赌场网址凯时娱乐赌场网址。

　　一位名叫海因里希·赫兹的年轻德国科学家于 1887 年 5 月发现了光电效应。赫兹利用在感应线圈上安装天线发现了无线电波凯时娱乐赌场网址凯时娱乐赌场网址，可以通过在远处的接收线圈输出端产生的小火花来捕获房间另外一端的大的放电火花凯时娱乐赌场网址。由于接收线圈中的火花非常小，赫兹决定将其放在暗箱中， 如此这般，感应线圈发出的明亮火花就不会分散他的注意力。令他惊讶的是凯时娱乐赌场网址，当他这样做时，接收器中的火花“明显变小了”凯时娱乐赌场网址。

　　赫兹开始在他的****火花和接收火花之间放置各种屏幕，发现玻璃会减少火花，而石英则不会。因为玻璃会阻挡紫外线，而石英不会。赫兹决定，来自紫外线光线的能量一定是放大了电火花。除了那个观察之外，赫兹没有尝试“任何关于观察到的现象背后的理论” 了。这最终被称为光电效应。Photo 为光，Electric 为电凯时娱乐赌场网址。

　　尽管赫兹没有提出任何理论。许多其他人也尝试过，包括一位 27 岁的德国血统匈牙利研究生 Philipp Lenard，他正在努力获得大学中的永久职位。当时在德国，27 岁被认为已经很老了，没有固定的物理学职位。

　　好吧，我知道 Lenard 观察到，当光滑的金属板被强烈的紫外线照射时，它们看起来开始变得不那么光滑了。对此，莱纳德有一个有趣的理论，即电只能由灰尘而不是由气体携带，正是因为紫外线使得导体带电凯时娱乐赌场网址凯时娱乐赌场网址，从而聚集了灰尘，就使得金属板板材看起来粗糙。基本上当时所有人都忽略了这个理论凯时娱乐赌场网址，之后再没有进一步发展。

　　然而三年后，莱纳德的运气发生了变化，他设法找到了一份工作凯时娱乐赌场网址，担任他心目中的英雄海因里希·赫兹 (Heinrich Hertz) 的助手。

　　当时赫兹正在研究真空管中产生的阴极射线，或者不可见射线，它可以使磷粉发光。赫兹发现阴极射线可以穿过薄金属片凯时娱乐赌场网址。他告诉莱纳德制作一个带有铝制屏障的真空管。你可能会问赫兹为什么不亲自做这个实验。这可能是因为赫兹开始头痛得厉害，并且一直感到恶心。

　　独自留在实验室里，莱纳德不仅研究了在不同真空之间用铝屏障的阴极射线，他还更进一步，在真空管和空气之间制作了一个铝窗。令他惊讶的是，阴极射线可以在空气中传播几英寸。

　　莱纳德确信他的 Lenard 真空管最终会使他在科学界名声大噪。他于 1893 年 12 月发表了他的结果凯时娱乐赌场网址。不幸的是凯时娱乐赌场网址，几周后赫兹就去世了，莱纳德抽出时间来编辑赫兹作品和传记的德文和英文纪念册。这段时间的分心对莱纳德来说非常走运了，因为就在第二年，另一位名叫威廉·伦琴的德国科学家用很厚磷光屏对 Lenard 管进行实验凯时娱乐赌场网址，并发现了一种新的射线凯时娱乐赌场网址凯时娱乐赌场网址，伦琴称之为 X 射线。突然间，整个世界都陷入了 X 射线 伦琴的X射线

　　莱纳德发现阴极射线可以在空气中传播。也就是说，莱纳德以为伦琴只是在空气中发现了一种新型的阴极射线，但实际上伦琴有新发现凯时娱乐赌场网址，而莱纳德没有。▲ 图1.3.6 莱纳德的阴极射线与伦琴的X射线

　　莱纳德重复了 JJ 汤普森的实验，发现射线在各个方面都表现得像带负电荷的移动粒子凯时娱乐赌场网址。然后莱纳德有了一个巧妙的想法凯时娱乐赌场网址，如果他的旧理论，即电荷只由尘埃携带是正确的， 那么所谓的尘埃实际上就是阴极射线 月凯时娱乐赌场网址，莱纳德发表了用紫外光产生阴极射线论文凯时娱乐赌场网址。他通过石英屏将紫外光照射到真空管中并研究管内的光电射线凯时娱乐赌场网址，从而演示了紫外光产生电子现象。

　　对莱纳德来说不幸的是，英国人 J.J.Thompson 几乎在同一时间发表了类似的结果。所以他觉得他没有因那个发现获得相应的认可。然后，人们对理解光电效应的突破发生在 1900 年 12 月。当时一位名叫马克斯·普朗克的德国科学家发表了他的黑体辐射方程。他假设光子的能量等于常数乘以光频率。这可以解释为什么紫外线可以具有产生光电效应，而可见光却不能。由于紫外线具有较高的频率，因此对应的光子能量高。

　　莱纳德发现，如果他在真空管电极之间反方向施加电压，可以将电子驱回被照射的板。“就像一块石头被扔上去会落回地面一样。”▲ 图1.3.9 光电子被反向电压驱动返回

　　第三件事发生在爱因斯坦创造奇迹的同一年，他发表了一篇关于狭义相对论的论文。起初凯时娱乐赌场网址凯时娱乐赌场网址，爱因斯坦和他的想法并没有冒犯莱纳德。事实上，莱纳德或可能是他的助手看到爱因斯坦经常提到莱纳德的工作，并给他寄了一份他最新的论文。爱因斯坦回信热情洋溢。四年之后莱纳德才回复爱因斯坦。但当他这样做时凯时娱乐赌场网址，他对爱因斯坦的赞美溢于言表。

　　莱纳德坚信一种叫做以太的东西，一种看不见的没有质量的物质，即使在真空中也能充满整个宇宙。这样光就是以太的震动形式。毕竟当时的人们认为凯时娱乐赌场网址，如果有震动，就需要在某些物质中产生震动凯时娱乐赌场网址。事实上，莱纳德坚持认为电子实际上只是以太的碎片。然而到了 1910 年，由于爱因斯坦和相对论凯时娱乐赌场网址，这种神奇的以太失去了人们的支持。之所以之前人们想到以太凯时娱乐赌场网址，还是因为光速是一个有限数值的原因。

　　文明世界的宣言*凯时娱乐赌场网址凯时娱乐赌场网址，其中包括 “没有德国军国主义，德国文明将从地球表面消失**” 这样的言论凯时娱乐赌场网址。爱因斯坦不仅拒绝签署宣言，还与人合写了一份反驳信。在德国战败后，莱纳德悲痛欲绝。

　　莱纳德是他当年唯一的提名人。到 1920 年，莱纳德领导着反爱因斯坦和反相对论团体，不断发表演讲、辩论和发表反犹太主义的出版物。▲ 图1.3.16 约翰内斯·斯塔克获得诺贝尔奖

　　希特勒和他的同志们在我们看来是上帝从种族纯洁的古代时代赐予的礼物”。到 1930 年代凯时娱乐赌场网址，莱纳德开始出版按种族划分的科学书籍，这些书籍成为纳粹科学的支柱凯时娱乐赌场网址。

　　恶魔们”的帮助，莱纳德和斯塔克斯开始失去对纳粹精英的吸引力。他们无法帮助战争凯时娱乐赌场网址，他们无法推动原子核裂变研究凯时娱乐赌场网址凯时娱乐赌场网址。