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光电效应发生时,光子与电子是碰撞还是共振?

(2018-10-22 19:45:04)
标签:

光电子效应

碰撞

共振

自由电子

爱因斯坦

【按:我读过晏成和的不少博文,觉得大部分内容不正确。不过,文中也有极少数观念有启发作用。今天我又浏览了晏先生的《光电效应——爱因斯坦先生错在哪里》的博文。尽管我不完全赞成他的解释,但觉得文中有两种观念(光子与电子是共振而不是碰撞;金属导体中没有自由电子)是可取的。在此之前我还肯定过晏先生的“电子和质子是最基本的有静质量的粒子”的观念。下面是较具体的说明。】

 http://s12/mw690/001AZWwXzy7qOFRdGNteb&690



光电效应发生时,光子与电子是碰撞还是共振?

 

爱因斯坦在解释光电效应时使用的是光子的粒子性。作为粒子的光子与电子碰撞从而将电子撞飞出去,进而产生光电流。这种解释不仅将光子当作粒子,而且认为电子是点粒子或者小球状实体。这种解释确实有许多毛病。我们的确可以尝试用波动说解释。晏先生就作了这种尝试——利用共振效应解释光电效应。共振解释确实有一定的优势。但是,仍然存在一些未解乏谜。晏先生说光子是与电子的伴波共振。我觉得这种解释不对。因为,原子中的电子运动不能向外辐射伴光。否则,原子就是很不稳定的。再说,光电效应所用的光子的频率远低于能发生衰变的光子的阀频(高能伽玛射线衰变成正负电子偶的阀频)。频率相差这么多,如何共振?就算原子中的电子能产生与入射光频率相当的伴光并产生共振,能振掉作为本体的电子吗?你说话的声与别人的产生共振能将你振飞吗?

鉴于上述原因,我认为在光电效应发生的过程中,光子与电子的相互作用也许类似于电子声子相互作用。不过,我总觉得声子是虚构的。电子声子相互作用理论只是人们的一种愿望。光子电子相互作用机理还需要不断探索。晏先生的提出的共振的观点属于挣脱旧观念的方式之一。如果核外电子确实是做匀速圆周运动,照射光子的频率确实可以与这种周期性运动的频率相当。晏先生的共振解释就变得比较可取了(注意:不是与伴光频率相当而共振)。

在该文中,晏先生的第二个可取的观念是金属导线中没有自由电子。所谓自由电子就是不受束缚的电子。金属中的电子也受原子核的束缚,哪来的自由电子?那么金属中原子的外层电子应该叫做什么电子呢?我将它们叫做“易流窜电子”,容易漂移错位。不是能够自由移动而是容易流窜。金属导体中有许多原子,也就有许多易流窜电子。这种流窜的机制有点儿类似于涨落,可以包含涨落但又不完全是涨落的机制。金属中的电子易流窜的原因是金属导体中的金属原子相互之间靠得很近(最外层的电子几乎可以共用。外层电子易流窜是一种类似于漂移的集体效应)而不是有什么能带。通俗地说是一种漂浮物随波逐流的机制。在金属导体中,一个电子流窜到相邻的前方原子中之所以比较容易是因为少了一个电子的原子可以立即被后面的原子流窜过来的电子补上(所以叫做漂浮物“随波逐流”)。即使是千米万米的导线,在一个电子电子“漂浮”着随波逐流过程中,也只有一端有个原子多出一个电子,另一端少了一个电子。显面易见,我也不赞成晏先生的价电子解释。

只要光子是最基本的粒子,电子和质子就是最基本的有静止质量的粒子。因为,光子可衰变成“电子-正电子偶”和“质子-反质子偶”。反过来的湮灭过程也存在。

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