Question

德国科学家发现了光子动量的奥秘，再次验证了相对论的正确性

Answer 1

光的波粒二象性是爱因斯坦率先意识到的并严格给予了证明，并赋予了物质的波粒二象性，它是自然界中一切事物运动的最基本的量子特性。然而，那时爱因斯坦还没有弄明白光子的动量是如何作用于原子的。我们都知道，光子的静态 量为0，符合动量公式E=MV^2，也就是说，光子具有动量。那么，当光子照射到像金属这样的物体时，就会产生光电效应，问题就在于：光子的动量到底是作用于原子核，还是直接作用于电子，或者把电子和原子核之间的链接打破了？

本来平常情况是原子吸收光子，电子向外跃迁，而不会脱离原子核，但当光子呈现高频率波动性时，光就不是一份份粒子了。无论光的强弱与否，照射到金属上时，在10的负九次方秒内，就能把电子变为光电子向外逸出，方向不是定向的，当在金属外面加一个闭合电路，假设正向电源，这些逸出的光电子就会向阳极流动形成电流。所以光的特定频率是导致光电效应发生的主要原因。

但在这个过程中，光子的动量会发生怎样的变化，来自爱因斯坦故乡的德国科学家最近完美揭示了这一过程。已经争论困扰科学家了30年了，今天终于得到了解决，他就是来自法兰克福大学的科尔特.瑞母斯。

那么光子的动量到底是怎么作用的呢？有一个非常形象的比喻，我们把原子核比喻为船，电子比喻帆，而光比喻为风，他们之间是这样的：风吹到帆上可以带动船向前走，帆的绳子一旦断裂，那么风只作用于帆，而船不动。在帆断裂之前还会得到船向前的惯性动量。

电子不仅获得了来自光的动量，还会接收本来应该进入原子核的光子动量的三分之一。不知道我说清楚了没有，大家应该能理解吧？换句话说，电子围绕原子核转有一个很小的能量壁垒，他们会被一定频率的光波的强电场从原子核中拉离，而原子和电子之间的磁场会将这种额外的动量传递给电子。

研究的意义在哪里?具体有什么作用?难道没有作用就不研究了吗？它还真有作用，第一个，如果有谁能够验证爱因斯坦理论的任何一小部分，都是可以作为名垂青史的存在，得到无以伦比的名誉。第二，对于未来能够更深入地研究激光的磁性成分在原子物理作用中所扮演的角色。第三，可以更进一步的证明爱因斯坦理论，获得更多的荣誉。