勒納德(勒納德光電效應(yīng))

1. 勒納德

1. 勒納德

(1)溫度的微小變化引起的誤差;

(2)讀數(shù)時的視覺誤差;

(3)儀器自身的誤差。開始階段電流變化不明顯,誤差可能較大。 弗蘭克-赫茲實驗在本實驗中可觀測到電子與汞蒸汽原子碰撞時的能量轉(zhuǎn)移的量子化現(xiàn)象,測量汞原子的第一激發(fā)電位,從而加深對原子能級概念的理解。

弗蘭克-赫茲實驗為能級的存在提供了直接的證據(jù),對玻爾的原子理論是一個有力支持。弗蘭克擅長低壓氣體放電的實驗研究。 1913 年他和G.赫茲在柏林大學(xué)合作,研究電離電勢和量子理論的關(guān)系,用的方法是勒納德(P.Lenard )創(chuàng)造的反向電壓法,由此他們得到了一系列氣體,例如氦、氖、氫和氧的電離電勢。

后來他們又特地研究了電子和惰性氣體的碰撞特性。

2. 勒納德光電效應(yīng)

2. 勒納德光電效應(yīng)

先驗就是先于經(jīng)驗,后驗就是后于經(jīng)驗. 舉例: 重的物體是不是比輕的物體下落快?你可以到比薩斜塔上做個實驗來看看呀——先有經(jīng)驗事實,然后從中提取出一個落體理論。這就是后于經(jīng)驗??茖W(xué)理論都是后驗的。 那么泰坦尼克號下沉的時候,應(yīng)該讓誰優(yōu)先登上救生艇?——這玩藝沒辦法根據(jù)實驗來提取理論。哪怕再有一千次一萬次災(zāi)難,你也實驗不出來。 那么依據(jù)是什么呢?就是與生俱來的,先驗地存在于你內(nèi)心的道德律。這玩藝孟子早就講過:“惻隱之心,人皆有之;羞惡之心,人皆有之;恭敬之心,人皆有之;是非之心,人皆有之。惻隱之心,仁也;羞惡之心,義也;恭敬之心,禮也;是非之心,智也。仁義禮智非由外鑠我也,我固有之也。” 康德最為人們熟知的一段名言:“有兩種東西,我對它們的思考越是深沉和持久,它們在我心靈中喚起的驚奇和敬畏就會越歷久彌新,一個是我們頭上浩瀚的星空,另一個就是我們心中的道德律。“下面其實還有兩句:”它們向我印證,上帝在我頭頂,亦在我心中?!八囊馑际?,道德律是上帝創(chuàng)造出來并賦予人類的。 但是我們都知道,除了上帝創(chuàng)造說,還可以有一個替代解決方案——那就是進(jìn)化論。凡是先驗的東西,都可以從進(jìn)化論上尋找線索。達(dá)爾文比康德生得晚,康德不知道進(jìn)化論是正常的。 進(jìn)化論有一個神邏輯:凡是不這樣的都絕種了,只有這樣的才能繁衍下來,所以就是這樣了。 經(jīng)濟(jì)學(xué)家哈耶克舉過一個例子:媽媽愛孩子這件事情,從個人理性的成本效益角度分析,是不劃算的。但是,不愛孩子的媽媽就會絕后,我們都是愛孩子的那種媽媽的后代,所以天生具備了這種愛小孩的本能。 不妨設(shè)想當(dāng)原始人遇到災(zāi)難時,某個部落的決定是讓酋長先走,另一個部落是讓婦孺先走。前者都絕后了,我們都是后一個部落的后代,所以,我們本能地感到,讓婦孺先走是符合道德的,讓領(lǐng)導(dǎo)先走是不道德的。 在夏威夷,過去那里常年爆發(fā)戰(zhàn)爭,瘦子一槍就被扎死了(反正當(dāng)?shù)貙?dǎo)游是這么給我們解釋的),胖子比較耐扎,存活率就高。愛上胖子嫁給胖子的婦女有更多的幾率留下后代,后代自然就以胖為美,容易愛上胖子??梢?,美也是先驗的,是一種有利于繁衍后代的特征。 比方一條狗,也得掌握排中律,把環(huán)境劃分為骨頭與非骨頭,它要是學(xué)了辯證法,極有可能會啃到磚頭。所以邏輯也是先驗的。 曾經(jīng),人們以為人類的倫理道德領(lǐng)域是不適用進(jìn)化論的——那將意味著叢林法則,社會達(dá)爾文主義。但是后來有一個模型叫“囚徒困境”,有一種均衡叫“納什均衡”,有一本專著叫《合作的進(jìn)化》,發(fā)現(xiàn)人類的倫理道德準(zhǔn)則完全可以通過非零和博弈的進(jìn)化過程模擬出來。著名的無神論者理查德.道金斯高度評價《合作的進(jìn)化》“值得取代《圣經(jīng)》”(圣經(jīng)其實是一部雞湯文合集,教人們怎樣過一種有道德的生活) ...... 下面說說分析命題與綜合命題。 簡單說,結(jié)論蘊含在前提當(dāng)中的就是分析命題,沒有蘊含在前提中的就是綜合命題。 舉例: 單身漢都未婚。這個就是分析命題,因為前提——單身漢的定義就是未婚的男子,不可能有一個結(jié)了婚的單身漢。我們無需用經(jīng)驗事實去檢驗,僅僅通過分析就可以得知這個命題一定是正確的。 自由落體重的比輕的下落快。這個就是綜合命題,到底哪個下落快并不包含在”自由落體“的定義當(dāng)中,我們不能通過邏輯分析知道這個命題的對錯,要結(jié)合經(jīng)驗事實去檢驗,所以這是個綜合命題。 這么一劃分應(yīng)該就清楚了,科學(xué)是后驗綜合命題,道德是先驗綜合命題。 那么數(shù)學(xué)呢? 比方說平面三角形內(nèi)角和是180度,我們無需用事實檢驗就可以從邏輯推理出它是正確的,如果你找到一個平面三角形用量角器量下來內(nèi)角和不是180度,那么肯定是你量錯了。這么看它好像是一個先驗分析命題。 但是,它所依據(jù)的歐氏公理是從經(jīng)驗總結(jié)出來的,還是先驗正確的?這個問題在19世紀(jì)爭論了很久,后來發(fā)現(xiàn)歐氏公理其實是關(guān)于平面的定義(你不妨想想看怎么定義平面),我們完全可以用另一套定義發(fā)展出非歐幾何來——如黎曼空間,閔氏空間。 還有一種經(jīng)驗的方法確定平直——就是利用光線,我們總是假定光走直線??墒枪饪梢圆蛔咧本€的話呢?這個和愛因斯坦的廣義相對論有很大關(guān)系,康德不知道這個,他把數(shù)學(xué)歸為先驗綜合命題是錯的。 所以,數(shù)學(xué)和”所有的單身漢都未婚“這類命題一樣,是結(jié)論必然蘊含于前提當(dāng)中的分析命題。當(dāng)然,數(shù)學(xué)提醒我們,必然蘊含于前提當(dāng)中的結(jié)論,不見得是顯而易見的結(jié)論。有時候,我們需要通過很復(fù)雜的邏輯分析手段,把它給分析出來。 因為數(shù)學(xué)是先驗分析命題,而科學(xué)是后驗綜合命題。所以,炸藥獎是不設(shè)數(shù)學(xué)獎的。但是可以設(shè)和平獎——先驗綜合命題??梢?,炸藥獎是一個綜合命題獎。 愛因斯坦的相對論是從伽利略相對論性原理當(dāng)中分析出來的,伽利略相對性原理是從經(jīng)驗中總結(jié)出來的,所以炸藥獎到底該不該頒給相對論很有爭議,倒是驗證光速不變原理的邁克耳遜先拿到獎。因為相對論實在是太牛叉,最后采取了個折中的方案,把炸藥獎給了愛因斯坦在光電效應(yīng)上做出的貢獻(xiàn),其實這里面有相當(dāng)一部分應(yīng)當(dāng)歸功于勒納德,并且勒納德反猶,反對愛因斯坦得獎......

3. 勒納德效應(yīng)

光照射到某些物質(zhì)上,引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化,也就是光能量轉(zhuǎn)換成電能。這類光致電變的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)(Photoelectric effect)。

這一現(xiàn)象是1887年赫茲在實驗研究麥克斯韋電磁理論時偶然發(fā)現(xiàn)的。1888年,德國物理學(xué)家霍爾瓦克斯(Wilhelm Hallwachs)證實是由于在放電間隙內(nèi)出現(xiàn)荷電體的緣故。1899年,J·J·湯姆孫通過實驗證實該荷電體與陰極射線一樣是電子流。1899—1902年間,勒納德(P·Lenard)對光電效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并命名為光電效應(yīng)。

1905年,愛因斯坦在《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個啟發(fā)性觀點》一文中,用光量子理論對光電效應(yīng)進(jìn)行了全面的解釋。1916年,美國科學(xué)家密立根通過精密的定量實驗證明了愛因斯坦的理論解釋,從而也證明了光量子理論。

特征輻射全稱是特征(標(biāo)識)輻射(characteristic radiation),電子打靶核時打出x射線,可分為兩部分,一部分呈現(xiàn)山丘模型這是軔致輻射產(chǎn)生的x射線;一是疊在連續(xù)譜上的尖峰,這就是特征(標(biāo)識)輻射。

中文名

特征輻射

外文名

characteristic radiation

特征輻射原子內(nèi)部,電子從一個軌道躍遷到另一個軌道上產(chǎn)生的??勺鳛樵氐臉?biāo)識

4. 勒納德實驗

弗蘭克-赫茲實驗為能級的存在提供了直接的證據(jù),對玻爾的原子理論是一個有力支持。弗蘭克擅長低壓氣體放電的實驗研究。1913 年他和G.赫茲在柏林大學(xué)合作,研究電離電勢和量子理論的關(guān)系,用的方法是勒納德(P.Lenard )創(chuàng)造的反向電壓法,由此他們得到了一系列氣體,例如氦、氖、氫和氧的電離電勢。

后來他們又特地研究了電子和惰性氣體的碰撞特性。

5. 勒納德光

1799年,意大利科學(xué)家伏打發(fā)明伏打電堆,為獲得持續(xù)的恒定電流提供了可能性。而穩(wěn)恒電流的獲得,使那個時代的科學(xué)家充分研究了電流的各種效應(yīng)及其規(guī)律,同時也給電越學(xué)的發(fā)展開辟了新的研究領(lǐng)域。在這方面,以奧斯特為開端。終于使電的研究從神秘王國進(jìn)入了實用的階段。1858年德國物理學(xué)家普呂克 利用蓋斯勒管"研究氣體放電時發(fā)現(xiàn),陰極的輝光會隨著磁場的變化改變其形狀。189年,他又在對著明極的管壁上看到了綠色焚光。1869 年普呂克的學(xué)生希托夫發(fā)現(xiàn),如果把物體放在點狀的陰極和產(chǎn)生費光的管壁之間,物體就會產(chǎn)生清晰的影子,這表明射線起源于明極。他斷言,從陰極發(fā)出了一種直線傳 播的射線,撞擊在玻璃壁上發(fā)出了熒光。1876年,德國物理學(xué)家哥爾德斯坦(E. Gldstin)把普呂克發(fā)現(xiàn)的這種射線稱為“陰極射線”。

從1883年起赫茲(H. Hertz)對陰極射線進(jìn)行了一系列實驗,發(fā)現(xiàn)陰極射線是連續(xù)射出的,不是像一些人所觀察到的陰極射線具有脈沖的性質(zhì);陰極射線的徑跡也不一定與真空管中電流的走向一致;陰極射線在電場作用并不偏轉(zhuǎn),其靜電性質(zhì)和電磁性質(zhì)也非常微弱。1891年,他更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),陰極射線能夠穿透金屬薄片(金箔、銀箔、鋁箔),這似乎證明陰極射線不是粒子流( 因為當(dāng)時人們已知的任何物質(zhì)粒子都不可能穿過金屬薄片)。從1892年起,赫茲的學(xué)生勒納德(P. Lenard)也從事陰極射線的實驗研究。他試圖使陰極射線越出真空管外,以便在管外方便地研究它的性質(zhì)。他想到石英板對紫外光一類射線是透明的,陰極射線很可能也會透射過去。但實驗失敗了。他接受赫茲的建議,用厚為0.000265厘米的鋁箔代替石英板,陰極射線立即穿透了這些鋁箔,使管外幾厘米遠(yuǎn)處的熒光屏發(fā)出熒光。他斷言,陰極射線并不是飛行的粒子,而是“以太中的現(xiàn)象”。

6. 勒納德效應(yīng) 應(yīng)用

發(fā)生光電效應(yīng)時,在入射光頻率一定的條件下,飽和光電流與入射光強成正比, 這是勒納德總結(jié)出來的光電效應(yīng)四點實驗規(guī)律...

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