百年探索光的本质(5)

　　到了19世纪末，科学家们已经意识到，一个物体辐射出电磁波的多少取决于它自身的温度，不同的温度会产生不同量的辐射。科学家们已经注意到这种关联，但没有人能够回答为何会是这样。

　　1900年，德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)解决了这个问题。他发现，通过计算可以解决这一问题，但前提是必须将电磁辐射视作是单独的“小份”构成的。普朗克将这种“小份”称作“量子”。数年后，爱因斯坦给予这一思想，再次成功地为另外一个棘手的实验现象给出解释。

透过云层看到的阳光

光让我们能够感受身边的世界

　　此前物理学家们注意到，用可见光或紫外光照射一块金属板，金属板会带上正电荷，他们将这种现象称作“光电效应”，但对于究竟为何会出现这种现象，物理学家们都感到困惑不已。

　　爱因斯坦指出，这一现象背后的本质是金属板中的原子在这一过程中失去了带负电的电子。很显然，照射金属板的光为这些金属原子带来的足够的能量，让其中的一部分电子能够挣脱原子结构的束缚。

　　然而，如果更加仔细地审视这些电子的行为，就会发现一些诡异的现象。科学家们发现，只需要改变照射光的颜色，我们就能轻松改变光携带的能量大小。尤其是，科学家们注意到，相比接受红光照射的金属板，接受紫光照射下的金属板释放出来的电子拥有更高的能量。既然如此，那么如果光仅仅是一种简单的波就难以解释了。

　　一般来说，要想让某种波的能量更强，你需要使它变得“更高”——想象一下海啸冲向陆地时的画面——而不是让波本身变得更长或是更短。由此推断，要想让照射金属板的光能够为金属板释放出的电子传递更多的能量，那就应当让光这种波更“高”，简单来说就是，增加光照的强度。而改变光的波长，也就是颜色，不应该会产生什么改变才对。

　　神秘的纠缠粒子。成对的纠缠粒子之间，任一成员粒子的状态发生改变都会立即引起另一个粒子的相应变化，这种影响不受时间与距离限制

透过云层的光：它究竟是波还是粒子？

　　在这一令人困惑的现象面前，爱因斯坦意识到，使用普朗克提出的光的“量子化”思想，能够很好地解决这一问题。爱因斯坦提出，光是由许许多多微小的“能量单位”组成的。这种离散的能量单位与光的波长直接相关：波长越短，则其中的能量单位越密集。这样就能够解释为何波长较短的紫色光会比波长较长的红色光携带有更多的能量。