财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:我对万有引力问题的一些思考 下一主题:说方舟子是学术汉奸,太抬举他了!
对爱因斯坦光电效应理论的质疑
[楼主] 作者:烦爱因斯坦  发表时间:2003/10/23 13:08
点击:1563次

爱因斯坦因为发现了光电效应量子理论,“成功”地解释了光电效应现象,所以获得了诺贝尔物理奖。但我如果是当时评委会的头头,我肯定不给他这个奖。因为他的这个理论纯粹是一厢情愿、顾头不顾腚的胡扯八诌,只要我们不中了爱因斯坦的鬼打墙,被他牵着鼻子转,只要把眼光朝两边稍微看看,就可以看出他的破绽。

1 一个电子只能被一个光子射中吗?

大家都知道,光电效应中有个截止频率f0,说的是如果入射光的频率低于f0,就不能有电流产生。爱因斯坦为此发明了光子,他说光子的能量是h*f(h为普朗克常数,f为光的频率)。当入射光的频率是f0时,一个光子的能量就是h*f0,这个光子射中了一个电子后,它的能量全部被电子吸收,转化为电子的动能,而这个动能刚好能克服电子的逸出功w,所以低于这个频率f0的入射光就不能激发出电子。

这个理论乍一看太完美了,可是我要问:如果有两个或3个光子射中一个电子呢?

假设入射光的频率是f0/2,那么当有3个光子射中一个电子后,根据爱因斯坦的理论,这时仍然会有电流产生,岂不与实验结果产生矛盾,他的理论还能成立吗?

爱因斯坦认为一个电子只能被一个光子射中,太理想化了吧,光子就那么听他的话?密密麻麻的子弹打到一群人中,谁说一个人只能中一枪?上帝不掷骰子,上帝也不发飞镖。

2 光子的能量被电子吸收后,为什么会全部转化为电子的动能?为什么就不会有一部分转化为热能、电磁能等等?阳光照到我身上,我就只感觉到热烘烘的嘛,我一动都没动啊!有人可能要说:“你不懂,微观上微粒的动能就是宏观物体的热能,宏观物体的热能就是微粒的动能,这是目前流行的说法。”对这个说法是对是错,我不表态,在这里我暂时还不想捅这个马蜂窝。就假设这个说法是对的,那么把金属加热,就等于提高了电子的运动速度,这样是不是应该有“热电效应”?

3 爱因斯坦对电子的动能、逸出功的计算,全部用的是经典物理理论的那一套,与他的相对论格格不入,为什么?可能是那个时候他还没发现相对论,这个就不提了。

4 解释光电效应时,说电子把光子的能量全部吸收,可是在解释康普顿效应时,又说电子只吸收了光子一部分的能量,我实在看不懂,难道电子听人的话?真是人定胜天啊!

典型的拼凑答案!比方说知道结果等于5,就不顾一切地向5努力就是了。

其实用经典理论就能很好的解释光电效应中的现象。这就要用到类似于“共振”的理论。入射光就好比是一片海水,电子就好比是附着在水草上的螺贝,只有入射光的频率达到某个值以上时,才能使电子产生足够强烈的振动,脱离原子核的束缚。其实我的这个解释也不一定对,因为我也受到目前对微观认识上的限制,但即使不对,总比爱因斯坦的解释要合理一些,我这样认为。

其实,人类有很多发明和发现,都为人类服务,但人类并不是都能给予正确解释的。例如酒,酒已经出现几千年了,当时是误打误撞撞出来的,后来就是师傅传给徒弟:“这样下料,这么做,再这么做”,酒就出来了。原理是什么,不知道。当然那时肯定也有解释,而且也很动听,可是,虽然我不知道他们是怎么解释的,但是我敢肯定他们解释的肯定不对,因为他们不知道微生物,不知道酶,不懂生化反应。直到几千年后,才有正确解释。今天的原子弹、光电效应等也是在实验室中误打误撞撞出来的,也是师傅传给徒弟:“这么做,再这么做”,原理是什么,当然今天的解释也头头是道,不过无非都是在拼凑答案,肯定也是会让后人笑掉大牙的。

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-37597.html[复制地址]
上一主题:我对万有引力问题的一些思考 下一主题:说方舟子是学术汉奸,太抬举他了!
 [2楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/10/23 14:55 

根据量子电动力学(QED,Maxwell理论的量子化理论),一个光子只能与一个电子散射,这是QED的基本树图.

根据量子电动力学(QED,Maxwell理论的量子化理论),一个光子只能与一个电子散射,这是QED的基本树图.

考虑QED的高级近似(即包括圈图),那么有多光子过程(multiphoton process),这是非基本过程,属于微扰展开的结果,展开系数是精细结构常数(1/137).所以,在QED中,双光子过程发生机会只有单光子过程的1/137,三光子过程机会还要乘上1/137. 对于低能理论,多光子过程(multiphoton process)一般都可以忽略不计.

Einstein1905年的理论只是一个框架,它的大量基本概念(如光子,单光子过程)都是没有理论基础的,也不能计算散射截面.直到1930年Dirac将电磁场量子化,1948年Feynmann建立QED,才对Einstein1905年的理论建立了一个基础(能计算散射截面了).

希望不要在不懂1930年之后的物理的前提下,仅凭有限知识来瞎质疑.

 [3楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/10/23 15:04 

2 光子的能量被电子吸收后,为什么会全部转化为电子的动能?为什么就不会有一部分转化为热能、电磁能等等?阳光照到我身上,我就只感觉到热烘烘的嘛,我一动都没动啊!有人可能要说:“你不懂,微观上微粒的动能就是宏观物体的热能,宏观物体的热能就是微粒的动能,这是目前流行的说法。”对这个说法是对是错,我不表态,在这里我暂时还不想捅这个马蜂窝。就假设这个说法是对的,那么把金属加热,就等于提高了电子的运动速度,这样是不是应该有“热电效应”?

 

[[[沈的回复:

固体热能其实主要是声子能量(动能).

光电效应中,电子当然能转化为固体热能,其机制是:电子-声子散射. 但是不要怕,固体的声子只能吸收相当于红外光的能量(0.01ev),而光电效应的光子能量能量为相当于紫外光的能量,1-10ev.一个电子损失百分之一到千分之一能量是测不出来的(我们的逸出功W因为测量不准,早已掩盖掉这损失掉的百分之一到千分之一能量了.呵hehe)]]]]

 [4楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/10/23 15:21 

3 爱因斯坦对电子的动能、逸出功的计算,全部用的是经典物理理论的那一套,与他的相对论格格不入,为什么?可能是那个时候他还没发现相对论,这个就不提了。

[[[[[当然不必提.

低能光电效应中,电子是非相对论粒子.

高能散射如Compton效应,那里电子是相对论粒子,所以用的是全相对论处理.

至于光电效应,Compton效应的全量子,全相对论处理,见:量子电动力学.]]]]

4 解释光电效应时,说电子把光子的能量全部吸收,可是在解释康普顿效应时,又说电子只吸收了光子一部分的能量,我实在看不懂,难道电子听人的话?真是人定胜天啊!

[[[[[这个问题问得好!! 但说明了您没有收到过系统的物理教育.

这是一个"共振"问题.

量子力学与相对论证明:

光子与束缚态粒子作用,能整个被吸收,此时可以同时满足动量守恒与能量守恒.

光子与自由粒子作用,不能被整个吸收,因为这不能同时满足动量守恒与能量守恒.这是我高中就知道的知识,这也是大学物理习题.(比如自由光子不能变为正反电子对,因为这不能同时满足动量守恒与能量守恒.种种原因.但在原子核附近,光子能变为正反电子对,因为此时原子核能吸收掉一部分动量,可以同时满足动量守恒与能量守恒.)

光电效应中,电子束缚态能量与光子能量差不多,所以基本上全部吸收.]]]]

典型的拼凑答案!比方说知道结果等于5,就不顾一切地向5努力就是了。


其实用经典理论就能很好的解释光电效应中的现象。这就要用到类似于“共振”的理论。入射光就好比是一片海水,电子就好比是附着在水草上的螺贝,只有入射光的频率达到某个值以上时,才能使电子产生足够强烈的振动,脱离原子核的束缚。其实我的这个解释也不一定对,因为我也受到目前对微观认识上的限制,但即使不对,总比爱因斯坦的解释要合理一些,我这样认为。


其实,人类有很多发明和发现,都为人类服务,但人类并不是都能给予正确解释的。例如酒,酒已经出现几千年了,当时是误打误撞撞出来的,后来就是师傅传给徒弟:“这样下料,这么做,再这么做”,酒就出来了。原理是什么,不知道。当然那时肯定也有解释,而且也很动听,可是,虽然我不知道他们是怎么解释的,但是我敢肯定他们解释的肯定不对,因为他们不知道微生物,不知道酶,不懂生化反应。直到几千年后,才有正确解释。今天的原子弹、光电效应等也是在实验室中误打误撞撞出来的,也是师傅传给徒弟:“这么做,再这么做”,原理是什么,当然今天的解释也头头是道,不过无非都是在拼凑答案,肯定也是会让后人笑掉大牙的。

 [5楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/10/23 15:25 

其实用经典理论就能很好的解释光电效应中的现象。这就要用到类似于“共振”的理论。入射光就好比是一片海水,电子就好比是附着在水草上的螺贝,只有入射光的频率达到某个值以上时,才能使电子产生足够强烈的振动,脱离原子核的束缚。其实我的这个解释也不一定对,因为我也受到目前对微观认识上的限制,但即使不对,总比爱因斯坦的解释要合理一些,我这样认为。

[[[[[您的解释(类似于“共振”的理论)是不对的.这个理论(实际上就是Maxwell的波动理论,结合Lorentz的电子论)在1888-1900年就用来解释光电效应了,但是无法解释光电效应.]]]]



其实,人类有很多发明和发现,都为人类服务,但人类并不是都能给予正确解释的。例如酒,酒已经出现几千年了,当时是误打误撞撞出来的,后来就是师傅传给徒弟:“这样下料,这么做,再这么做”,酒就出来了。原理是什么,不知道。当然那时肯定也有解释,而且也很动听,可是,虽然我不知道他们是怎么解释的,但是我敢肯定他们解释的肯定不对,因为他们不知道微生物,不知道酶,不懂生化反应。直到几千年后,才有正确解释。今天的原子弹、光电效应等也是在实验室中误打误撞撞出来的,也是师傅传给徒弟:“这么做,再这么做”,原理是什么,当然今天的解释也头头是道,不过无非都是在拼凑答案,肯定也是会让后人笑掉大牙的。

 [6楼]  作者:逆子  发表时间: 2003/10/23 17:45 

评委是怕得到种族歧视的骂名,才把奖授予爱氏的光电效应的。

爱氏所说的光电效应中的光子,是电磁波能量子。是电磁波辐射或接收的最小单位。电磁波的与电子的作用效果如果于粒子,以此原理来解释光电效应。

光子是否具有真实粒子的性质呢?

它是以何种状态存在的呢?

光就是光子流吗?

对于这些最为基本的问题爱氏也会感到头痛。也就不敢再有更为详细的解释,只有糊里糊涂给出一个光子的名称而已。

迄今为止,“光子”一词成为光学中的一个常用名词了,可没有人对以上的三个问题作出合理的解释。



※※※※※※
逆子
 [7楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2003/10/23 21:57 

爱氏所说的光电效应中的光子,是电磁波能量子。是电磁波辐射或接收的最小单位。电磁波的与电子的作用效果如果于粒子,以此原理来解释光电效应。


光子是否具有真实粒子的性质呢?

[][[[[回复:具有真实粒子的性质.在量子场论中,光子与电子等没根本实质上的区别,量子化手段基本框架是一样的.]]]]


它是以何种状态存在的呢?

[[[[存在状态用螺旋度与动量表示.]]]]]


光就是光子流吗?

[[[[[[是.但是需要在量子场论角度看待.]]]]]

对于这些最为基本的问题爱氏也会感到头痛。也就不敢再有更为详细的解释,只有糊里糊涂给出一个光子的名称而已。


迄今为止,“光子”一词成为光学中的一个常用名词了,可没有人对以上的三个问题作出合理的解释。


[楼主]  [8楼]  作者:烦爱因斯坦  发表时间: 2003/10/25 11:26 

回复:我不懂

你说光与自由粒子作用,不能被全部吸收,光与束缚态粒子作用,能被全部吸收。但光电效应用的是金属,康普顿效应用的是非金属,究竟是金属中的电子自由还是非金属中的电子自由?如果金属中的电子自由,那么光能就不能被全部吸收,对吧?如果非金属中的电子自由,非金属就可以导电,对吧?

你大概已经中毒了。这些理论完全都是就事论事、顾此失彼地拼凑答案。

我不仿再问一个问题:爱因斯坦的光子的能量指的是什么形式的能量,是动能吗?如果是动能,那么当光子的动能全部被电子吸收后,光子就要静止在金属中成为静止光子,可能吗?如果不是动能,那么当电子吸收了光子的能量后,是怎样把这些能量转化为自己的动能的,难道电子中有蒸汽机或者其它种类的发动机?

 

 

[楼主]  [9楼]  作者:烦爱因斯坦  发表时间: 2003/10/25 11:32 

回复:不是的
我的解释和他们的不同,只是我没有细说而已!我认为,没有必要在这篇文章里说。
[楼主]  [10楼]  作者:烦爱因斯坦  发表时间: 2003/10/25 11:36 

回复:如果有一部分转化为热能,爱因斯坦就错了
这样,爱因斯坦的那个光电效应方程就错了。
[楼主]  [11楼]  作者:烦爱因斯坦  发表时间: 2003/10/25 11:51 

回复:人类给光子拴上了缰绳,让它听人类的话

1930后的物理无非就是相对论和量子力学,我确实不懂,但我也不想悬梁刺股地学。我知道一个鸡蛋是臭的,我连尝都不尝,就更不用说去吃了。

完全都是拼凑答案!当发现自相矛盾时,就再重新拼凑,1930能后的物理学,如此而已!

其实,对相对论和量子力学,我很懂,所以我才说它们都是错的。不瞒您说,我也有过崇拜相对论和量子力学的时候。那是在我上中学时,曾听老师介绍过它们,我当时着迷得不得了,认为他们(创立者们)太了不起了,可是当我认真学习,认清真相后,才知道如此而已!你还需要加把劲!hehe!

 [12楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/16 21:28 

    顶上去!

※※※※※※
相对论误导科学走邪路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。
 [13楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2010/10/16 21:35 

不是我加的精,03年的贴也能找到。惊叹!

我觉得老杨的一个质疑有深度:


任何理论的形成都要紧扣实际的实验,不断修正才能比较完善?
否则可能差之分毫,失之千里,
光电实验我与梁建中都反复做过,自制的设备和到学校用专门的设备都做过,
我认为首先要对实际的光电管有个认识,下面是几种光电管的照片:

光电管111.jpg



可以看出,光接收极是一个曲面,比较大,接收光电子的“阴极”(接电源负极)比较小,
有的就是一根金属线,这大概是为了不遮挡光线照到光接收极,
(其实就是个电子管式的“光电管”,半导体光电管也经常用反向接法)
之所以会形成反向的光电流,其实不只与电子的逃逸初速度相关,
应该还与单位时间内逃逸出的电子数量相关,这可能就与频率有关系了,

另一方面,还要考虑到光接收极材料的固有频率,比如这几种光电管的固有频率都不一样,
有的对可见光内的红光比较敏感,有的对蓝、紫比较敏感,有的对红外比较敏感,
用说明书上的话说就是:
“光谱响应范围为300-650nm,峰值波长为400±20nm”,
或者“最佳灵敏波长-------380~420nm”,等等吧,
总之不只是一个“逃逸电子初速度”的问题,还有个“共振”的问题,
可是现在的“光电效应理论”就总是回避这个“共振”的问题,
因为似乎“共振”更接近光的波动理论,而光子说与光波动说总是有些不和谐的地方?
所以估计“光电效应”问题并不是那么简单的,内部机理必须要考虑到“共振”的问题,
否则,在峰值频率左边是比峰值小的“红限频率”,
而在峰值的右边呢?不就要出现比峰值更大的“蓝限频率”了吗?
能简单的用:光频率f越高,光子能量E=hf越高,打出的逃逸电子初速度v越高来解释吗?

光伏特性曲线:光电效应中的“共振”问题.JPG

 好像还有叶波先生指出的反常光电效应。听教科书书,只是片面的。


※※※※※※
天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。

 [14楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2010/10/16 21:37 

"如果有两个或3个光子射中一个电子",在量子电动力学中也有研究(爱因斯坦理论是半经典半量子理论;量子电动力学是用全量子理论来分析光电效应),只是发生的几率极小。
所以,你的问题属于因陈旧而变得无聊无知。
 [15楼]  作者:张崇安  发表时间: 2010/10/16 21:41 

七年的老贴子了,谁放出来的?
光子不是点粒子,而是一个群列,所谓“2个、3个”根本就是挠痒不着。
 [16楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2010/10/16 21:44 

光子的能量被电子吸收后,为什么会全部转化为电子的动能?为什么就不会有一部分转化为热能、电磁能等等?
------------

沈RE: 会有部分转化为热能、电磁能,但只占极小部分,在测量精度之内。
理由是:
1)吸收光子能量的电子撞击其他正离子,由于电子质量远小于正离子,所以电子只能反弹,好比乒乓球撞击墙壁反弹一样(动量由+p变为-p),电子动能基本不变(只变化千分之一到万分之一,它被正离子吸收)。

2)由于在这个撞击过程中,电子的加速度其实不算大(远远比不上同步辐射加速度),所以因为电子有加速度而产生的电磁辐射更是微乎其微,可以不计。
 [17楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2010/10/16 21:48 

4 解释光电效应时,说电子把光子的能量全部吸收,可是在解释康普顿效应时,又说电子只吸收了光子一部分的能量,我实在看不懂,难道电子听人的话?真是人定胜天啊!


------

SHEN RE: 这并不矛盾。但这个问题我不再回答了,留给其他稍微聪明一点的人吧。
但给一个提示:光电效应的电子是束缚态的电子(因为入射的是可见光);而康普顿效应的电子,应该主要看作自由电子(因为入射的是X光)。
 [18楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2010/10/16 21:53 

to 刘岳泉,你是如何找到2009年之前的帖子的?不是都被暂封(待审核)吗?
我也想找找我以前的帖子。
 [19楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/16 22:13 

对【18楼】说:
    你没注意本坛由“中央空降”一位领导来了吗?我就怀疑他一定来头不小,xhzjzsyoungler
 [20楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2010/10/16 22:16 

对【13楼】说:
    原来你还研究得这么具体,不简单,我只是凭直观感觉走。

※※※※※※
相对论一派胡言 物理界混淆是非 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真
 [21楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2010/10/16 23:09 

蓝限频率和反常光电效应的资料很难找,也就没法继续思索了。

※※※※※※
天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.21751189231873