Page 118 - 世界学

102 世 界学 Shi Jie Xue

从来不可能有半个电子，在这个电子的双缝干涉实验中，它是电子以波的形式
同时穿过两条缝，自己与自己发生了干涉，不能错误地认为是两个不同的电子之间

的干涉。值得强调的是这里波函数的叠加是概率幅的叠加而不是如经典例子那样的
概率叠加，这个“态叠加原理”是量子力学的一个基本假设。

5. 光电效应
1905 年，爱因斯坦通过扩展普朗克的量子理论，提出不仅仅物质与电磁辐射

之间的相互作用是量子化的，而且量子化是一个基本物理特性的理论。通过这个新
理论，他得以解释光电效应。海因里希·鲁道夫·赫兹和菲利普·莱纳德等人的实

验，发现通过光照，可以从金属中打出电子来。同时他们可以测量这些电子的动能。
不论入射光的强度，只有当光的频率，超过一个临限值（截止频率）后，才会有电
子被射出。此后被打出的电子的动能，随光的频率线性升高，而光的强度仅决定射

出的电子的数量。爱因斯坦提出了光的量子（光子这个名称后来才出现）的理论，
来解释这个现象。光的量子的能量为 hν 在光电效应中这个能量被用来将金属中的

电子射出（逸出功 W）和加速电子动能（Ek）。
爱因斯坦光电效应方程 Ek=hν–W（其中，h 表示普朗克常量，ν 表示入射光的

频率），如果入射光子的能量 hν 大于逸出功 W，那么有些光电子在脱离金属表面
后还有剩余的能量，也就是说有些光电子具有一定的动能 Ek。因为不同的电子脱

离某种金属所需的功不一样，所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后
剩余的动能也不一样。
6. 其他轻子

（1）电子之外的其他轻子
除电子外，其他轻子还有电子中微子、μ 子和 μ 子中微子、τ 子和 τ 子中微子。

比较重的叫做 μ 介子，它们除了比电子重 207 倍外，完全像是电子；还有一种
甚至更重的粒子叫做 τ 粒子，它的质量接近质子的两倍。这两种重电子各有其自己

的中微子，所以轻子族有六种（三对）粒子。虽然 μ 介子和 τ 粒子都能在粒子加速
器中用能量制造或从宇宙线产生，但它们很快衰变，转化成电子或中微子。

与玻色子和夸克不同。所有已知带电轻子都可带有一正电荷或一负电荷，取决
于它们是粒子还是反粒子。所有中微子和它们的反粒子都是电中性的。轻子共有六
种，包括电子、电子中微子、μ 子、μ 子中微子、τ 子、τ 子中微子。