第三百三十幕.光电效应

光电效应，指的是路德维格.施坦因阁下在前几年发现的一个特殊而有趣的现象，当光照射在金属薄片的时候，金属薄片上会产生细微的电流，最开始的解释中，法师们认为光具有能量，而这个能量通过照射转移到了金属薄片上，从而导致了电流的产生。

        但施坦因阁下在实验中发现，光照射在金属薄片上产生的电流并不会随着光照强度的变化而变化，这与光的波动说违背，因为众所周知，倘若光是一种波，那么光照强度越强的光，自然也就拥有更多的能量，从而会导致更强的电流，可实验现象却与之违背。

        同时，按照光的波动性理论，如果入射光强度较弱，那么就需要更长的时间才能积累足够的能量，飞出金属表面，但实际的情况却是，只要光照能够产生电流，那么无论强弱，电流都会立刻产生，这又是一处与光的波动说矛盾的地方。

        施坦因阁下使用不同种类的光照射金属薄片后发现，不同种类的光照导致的电流强度不同，由此，他给出的解释是光是由粒子构成，不同种类的光是由不同的粒子构成，这些粒子携带有不同的能量，因此才会产生不同的电流。

        由此，施坦因阁下便成为了光的粒子说的坚定支持者，有关光本质的论战，持续至今，依旧没有定论。

        莱纳今天便是要重复这个实验。

        只不过，拥有地球的记忆，他自然有了一些方向。

        实验室里，莱纳提前布置好了实验设备，其中最重要的是几个光生成法阵。

        这几个光生成法阵能够生成一定范围内颜色稳定的光，通常被用作一些舞台效果，鲜少用作魔法实验。

        莱纳已经检查过这些光生成法阵，它们实际上是能够产生稳定频率的光，莱纳将其设置在暗室中，用来作为光电效应实验的光源。

        金属薄片也有几种备用，以用来做对照组的实验。

        整个实验在一个真空暗室中进行，经过特殊处理的金属薄片在其中不会被氧化导致电流误差，同时，在金属薄片之外，还有一块加了可以变化的电压的薄板，电子将在两块薄板之间移动，通过对其施加电压，能够让光电效应射出的电子从一开始就做减速运动，倘若电子在抵达薄板的时候，速度正好为零，那么就可以根据纽因顿-霍兰德方程，通过施加的电压计算出电子射出时所携带的能量。

        这个电压莱纳将其称为遏止电压。

        通过研究照射光的频率与产生电子的能量，就能够尝试建立起一组曲线，从而对施坦因先生的能量不连续理论进行验证。

        莱纳使用法师之手操作着实验，一边记录下数据，他对不同材质的金属薄片与同一种光，以及不同的光与同一种材质做了好几组对照实验，一个上午过去了，他才完成了大约四分之一的实验量。

        在食堂随意吃了点午餐，莱纳又回到实验室继续，直到深夜，他才终于将所有的实验数据测量完毕。

        匆匆整理好实验记录，莱纳回到了办公室，此时已经是午夜零点，第二天是休息日，学生宿舍并没有熄灯，还能看见几缕光芒。

        昏暗的校园寂静无声，莱纳坐在办公桌前，一张张记录着实验数据的纸飘起，让莱纳能够迅速演算。

        根据施坦因阁下的解释黑体辐射的理论，量子的能量是不连续的，其值是施坦因常数与量子振动频率乘积的整数倍，莱纳假设光也是一种量子，取名为光量子，而光所携带的能量，便是光的频率与施坦因常数的乘积。

        同时，将薄板上施加的使得射出电子速度变成零的电压与计算出来的能量，与施坦因公式的计算结果比较，做出曲线，从而验证施坦因常数的值。

        莱纳选择了六种不同频率的光，分别测量它们在不同电压情况下光电流的大小，然后绘制出电压和光电流之间的曲线图像，从图像中再获得某一频率的光照射下被测金属薄片的遏止电压。

        于是，六种频率对应六个不同的遏止电压，再次以此为坐标做出图像来，正好是一条漂亮的直线！

        这代表光量子的能量与光的频率是线性相关，而通过计算直线的斜率，能够很准确地得到施坦因常数的值。

        这代表着，光量子所携带的能量，的确并非连续，而是离散的。

        施坦因阁下的能量不连续理论，得到了证明！

        莱纳感到心湖之中有所悸动，这是世界反馈到来的征兆，但他没有急于进入冥想状态，而是继续奋笔疾书。

        “光是由光量子构成，组成光束的每一个量子拥有的能量，等于光量子的振动频率乘以施坦因常数，倘若光量子的频率大于某个极限频率，那么这个光量子便拥有足够的能量来使得一个电子逃逸，造成光电效应。”

        “这就是光电效应的原理解释，由此可以看出，在光电效应中，光呈现出明显的粒子性。”

        “光，也是一种粒子。”

        放下笔，莱纳深吸了一口气。

        嗡——

        刹那间，莱纳感到一阵汹涌的潮汐向着自己扑面而来。

        他仿佛站在海边的绝壁之上，眼前的无边无际的汪洋掀起了滔天巨浪。

        阴云密布的天空，雷电如长蛇蜿蜒，眨眼之间，明灭千百次。

        面对这暴风骤雨，莱纳双眼微闭，往前，一步踏出，迈入虚空。

        他没有坠入海中，而是稳稳当当地站立在了半空中，周围的惊涛骇浪试图摧毁他，雷鸣坠落，试图击坠他。

        但莱纳没有被这些凶险所击溃，而是缓缓睁开了双眼。

        嗡——

        以此为契机，一道波纹扩散开来，波纹所及之处，一切都安静下来。

        阴霾的天空中，一束光洒落。

        这光芒照射到莱纳身上，温暖而耀眼，在莱纳的身边，一丝雷光浮现。

        雷霆逐渐变强，化为一条巨龙，环绕着莱纳盘旋。

        抬起手，这道雷霆骤然寂灭，与此同时，莱纳视野中的世界，开始变化。


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