[拼音]：guang de liangzi lilun

[外文]：quantum theory of light

光由光子组成的理论。光的量子理论的初步思想是由m.普朗克于1900年提出来的。到1905年由a.爱因斯坦发展为完整的理论。

1900年，为了解释黑体辐射的能量分布，普朗克假设：与空腔中的辐射处于热平衡的赫兹振子的能量只能取0，hv，2hv，…等分立值。这里v 为振子的频率，h为一常数，后来人们称之为普朗克常数。由于振子能量是分立的，所以它发射与吸收光只能是一份一份的，每一份光能为hv。根据普朗克的分析，常数h取适当的值，即可得到与实验相符合的黑体辐射的能量分布。当代测定的h值为6.6262×10-34焦耳·秒。

在普朗克假设中，振子辐射光能虽是一份一份的，但被发射的光能是连续分布于整个空间的。1905年爱因斯坦进一步假设频率为v的光束是由称为光子的粒子组成。每一光子的能量为

光子以光速с 运动。根据相对论，光子的静止质量为零，它的运动质量为

光子的动量等于

式中Δ为光波长。这样，物体发光是发射一个个光子，吸收光也是吸收一个个光子。以上就是爱因斯坦的光的量子理论。

在量子理论中，可以求得光的能量密度ω，能流密度S以及动量密度p。设单位体积中有N个光子，则光的能量密度、能流密度、动量密度分别为

在量子理论中，光子对物体表面的撞击造成光压。

爱因斯坦提出量子理论的最初目的是用以解释光电效应的，直到1916年r.a.密立根的实验才定量地证明了爱因斯坦的解释是正确的。1923年，a.h.康普顿观察了X射线与电子的碰撞，解释了散射光波长的改变，进一步证实了光子的能量与动量公式是正确的(见康普顿效应)。

参考书目

E. T. Whitaker， A History of the Theories of Aether and Electricity，Vol.2， Thomas Ne1son and Son， London， 1953.

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