在自然界裏,事物的性質是複雜的,常常呈現出相互矛盾的現象。可是,矛盾的本質一旦被揭露,在科學上就是一次重大的突破,它就意味著新學說的創立。偉大的科學家愛因斯坦的光子說,正是這樣建樹了奇功……
1887年,著名的科學家赫茲發現了一個奇怪的現象:一對帶高電壓的金屬極板,用紫外線照射其中的一塊,則在兩塊金屬極板之間就會發生火花放電。第二年,俄國物理學家斯托列托夫也做了一個類似的實驗,他發現:用紫外線照射一塊帶負電的單獨金屬板,就會使極板失去負電荷。
在光照射下金屬表麵失去負電荷的現象,或者說,當光照射在金屬表麵時金屬中有電子逸出的現象,在物理學上稱之為光電效應。
我們可做一個簡單的小實驗,來觀察光電效應現象。取一塊清潔、絕緣的鋅板,並用導線將它與驗電器的金屬杆相接。如果讓鋅板帶上負電荷,用紫外線照射鋅板,則驗電器指針的偏角就會立即減小。如果讓鋅板帶上正電,用紫外線照射鋅板,則驗電器指針的偏角就會增大。這個實驗證明:在紫外線的照射下,鋅板確實是失去了負電荷。
紫外線照射下的鋅板是怎樣失去電子的?
我們再來看一個實驗。金屬板、靈敏電流計、電池組和金屬網依次用導線串聯起來。讓光線穿過金屬網、照射到接於電池負極因而帶有負電的金屬板上,此時,就可以看出電流計指針指示有電流通過。如果將電池組反過來,將金屬板接到電池組的正極上,將金屬網接到電池組的負極上,然後再讓光線穿過金屬網而照射到金屬板上,此時,電流計就沒有電流通過的指示了。由此可見,電流是金屬板上釋放出來的電子在電場作用下跑到高電勢的金屬網上去而形成的。
采用別的金屬板作極板,在光線照射下也會發生光電效應。不過,對不同的金屬極板,必須使用不同的光線照射。如對鋅、鐵、銅等金屬,要使用紫外線照射;如對鋰、鈉、鉀等金屬,則使用頻率較小的可見光照射即可。