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《關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點》，輻射量子論的第1篇論文。阿·愛因斯坦著。發表在德國《物理學紀事》 1905年第4編第17卷。

內容簡介

本文有1個引言和9節。引言指出了，光的波動理論在描述純粹的光學現象時，已被證明是十分卓越的，但是光學觀測都是同時間平均值有關，而不是同瞬時值有關，因此把光的波動理論應用到光的產生和轉化現象上去時，這個理論會導致和經驗相矛盾。如果用光的能量在空間中不是連續分布的假說來解釋上述現象，似乎就更好理解。本文提出了如下假設: 從點光源發射出來的光束的能量在傳播中不是連續分布在越來越大的空間之中，而是由個數有限的、局限在空間各點的能量子所組成，這些能量子能夠運動，但不再分割，而只能整個地被吸收或產生出來。本文第1節介紹了利用經典理論研究黑體輻射時產生的一個困難，就是沒有確定的能量空間分布，在極限情況下，輻射能無限增大。第2節介紹了普朗克對一些反映物質世界基本徵特的物理常數的確定，比較了普朗克黑體輻射公式和經典黑體輻射公式。第3、4節從對維恩黑體輻射公式的有效範圍內的輻射熵的研究中，得到了熵對輻射所占體積的關係式。第5、6節首先將玻耳茲曼提出的 「一個體系的熵是它的狀態的幾率的函數」命名為「玻耳茲曼定理」，然後利用玻耳茲曼定理研究了單色輻射的熵對體積的相依關係，並得到結論:能量密度小的單色輻射，就好像它是由一些相互不相關的、大小為Rβv/N的能量子所組成 (其中R為絕對氣體常數，N為克當量的「實際分子」數，β為維恩以及普朗克輻射公式中指數係數，v為輻射頻率)。第7節利用光由大小為 (R/N)βv的能量子組成這一結論，研究了光致發光現象。按照能量守恆原理，證明了1個光致發光產生出來的1個光的能量子的能量不能大於1個入射光量子的能量;從頻率上考查，這一結論完全符合著名的斯托克斯定則。在這篇論文的第8節中，利用光量子假說成功地研究了光電效應，導出了著名的光電效應方程，預言了光電子的最大初動能是頻率的線性函數，其斜率正好等於 (R/N)β。第9節利用光量子假說研究了紫外光使氣體電離的問題。

本文是輻射量子論的開端。它將普朗克的量子概念擴充到光在空間中的傳播上去，提出光量子理論，這是歷史上第1次揭示微觀客體的波動性和量子性的統一。

作者簡介

阿·愛因斯坦(Albert Einstein，1879—1955)，20世紀自然科學家。1879年3月14日生於德國烏耳姆，於1901年和1940年分別取得瑞士和美國國藉。他於1900年畢業於蘇黎士工業大學，1902—1909年任伯爾尼瑞士專利局技術員，1908—1914年先後在瑞士和布拉格幾所大學任教，1914—1913年任柏林威廉皇帝物理研究所所長兼柏林大學教授，1933年受納粹迫害流亡美國，1933—1945年任普林斯頓高級研究院教授。因對理論物理學所做的貢獻，特別是因發現了光電效應定律而獲1921年諾貝爾物理學獎。1955年4月18日逝世於美國普林斯頓。愛因斯坦對物理學、天文學等的主要貢獻有:1. 解決了液體中懸浮粒子運動即布朗運動的理論問題，提出了測定分子真實大小的新方法(1905)。2.發展了量子理論: 提出了光量子理論，首次揭示了微觀客體最本質的特徵波粒二象性(1905);提出了受激輻射理論 (1916);促進了波動力學的建立，發展了量子統計理論 (1924)。3. 創建了狹義相對論 (1905):揭示了空間和時間、物質和運動的統一性，建立了一個既適用於宏觀、低速，又適用於微觀、高速的運動理論;並由此發現了物質和能量的相當性。4. 創建了廣義相對論 (1915): 揭示了空間、時間、物質、運動的統一性，幾何學和物理學的統一性，發現了空間的結構和性質取決於物質的質量及其分布。5.開創了現代科學的宇宙學(1917):根據廣義相對論提出了宇宙是有限無界的假說。6.對統一場論的漫長艱難的探索:20年代以後，他把主要精力用於探索統一場論，企圖把引力場和電磁場統一起來，但是他始終沒有成功。愛因斯坦的科學成就推動了20世紀的科學革命，對現代人類的物質生活和精神生活的各個領域都產生了深遠的影響。

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