一个关於光的产生与转换之启发性看法.PDF

一個關於光的產生與轉換之啟發性看法 文/亞伯特‧愛因斯坦（翻譯/崔豫笳） 物理學家對氣體和其它有質量的物體在理論上 究有所幫助。 的描述和馬克斯威爾在所謂空曠的空間中對電磁變化 的理論有著根本形式上的不同。既然我們假設一個物 1. 有關黑體輻射理論上的困難 體的狀態是完全由數目儘管很大，但還是有限的原子 首先我們接受馬克斯威爾的理論和電子理論，並 和電子的位置和速度所決定，當我們用連續空間函數 考慮下列情形。假設在一個被反射牆壁完全包圍的體 來決定空間中的電磁態時，有限多的變數就不足以完 積內，許多氣體分子和電子在自由運動，而且相互靠 全確定空間中的電磁態。根據馬克斯威爾的理論，對 近時互施守恆力，亦即與遵循氣體分子動力學理論的 所有純粹的電磁現象來說，其能量必須被視為空間中 1 氣體分子一樣互相碰撞。 進一步假設有許多電子被 的連續函數，光也是如此。然而按照當今物理學家的 束縛在空間中相隔很遠的一些點，束縛力的大小與到 觀點，有質量的物質其能量可寫作原子和電子能量之 這些點的距離成正比，且方向指向這些點。同樣假設 和。有質量的物質之能量不能被分為任意多，任意小 自由分子和電子只要一接近這些束縛電子就會產生遵 部分，然而根據馬克斯威爾的理論（或總的來說根據 守守恆定律的作用。我們稱束縛在那些點的電子為“諧 任何波動理論），點光源發出的光線能量是連續地分佈 振子” ；他們發射和吸收具有特定週期的電磁波。 在一個不斷增加的體積中。 根據目前對光發射的理解，所考慮的體積內的輻 在空間中以連續函數來運行的光波動理論已被極 射， (基於馬克斯威爾理論可以找到動態平衡下的描 好地證實可描述純光學現象，可能永遠也不會被另一 述) 必須與黑體輻射完全相同 ── 至少如果考慮我 個理論所取代。可是大家應該記得光學上的觀測屬於 們假設所有頻率的諧振子都存在。 時間平均值，不是瞬間值。儘管對繞射，反射，折射， 色散等等理論有完整的實驗驗證，我們還是完全可以 我們暫時忽略諧振子所發射和吸收的輻射，並尋 想像如果把用空間中連續函數描述光的理論應用到光 找對應於分子和電子間作用（碰撞）的動態平衡條件。 的產生與轉化的現象中，理論會導致與經驗相矛盾。 氣體動力學理論顯示這個條件是諧振子的平均動能必 須等於對應於氣體分子平移運動的平均動能。如果把 事實上，我覺得以光的能量在空間中非連續分佈 諧振電子的運動分解成三個方向互相垂直的振盪，我 的設想為依據，黑體輻射、光致發光、紫外線產生的 們發現這樣的線性振盪運動的能量平均值為： 陰極射線和其他有關光的產生或轉化的觀測可獲得更 好的理