Юный техник 1959-12, страница 67

Альберт Эйнштейн был единственным физиком, понявшим, что в этом таилось противоречие, ноторое волновая теория света не может разрешить. В 1905 году он высказал предположение, что ♦фотоэлектрический эффект» можно объяснить только возвратившись к корпускулярной теории света, а ноторую следует внести некоторые важные изменения.

Для Эйнштейна противоречие заключалось в следующем: чем больше света падает на металлическую поверхность, тем больше выделяется электронов; однако энергия каждого отдельного электрона с изменением интенсивности света не изменяется, хотя, по теории Максвелла, интенсивность света служит мерилом его энергии.

Эйнштейн предложил следующее объяснение: луч света состоит из потока крошечных корпускул, каждая из которых несет определенную энергию. Энергия каждой корпускулы пропорциональна цвету, или, выражаясь классическим языком, частоте света, а не его амплитуде, нак заявлял Максвелл. Когда свет падает на твердое вещество, некоторые на эйнштейновских корпускул энергии поглощаются. Количество поглощаемой энергии в иеноторых случаях оназывается настолько большим, что электроны получают возможность покинуть атомы, в которых они находились. Энергия этих освобожденных «фотоэлектронов» должна поэтому быть абсолютно равной энергии пойманных корпускул света, называемых «квантами», минус количество энергии, нужной для того,, чтобы вырвать электроны из атомов. Это последнее количе ство, «работа выхода», может быть непосредственно измерено.

Эйнштейн сообщил об этом в форме уравнения, в котором была установлена связь между скоростью вылетевшего электрона, энергией пойманного кванта света и «работой выхода».

«Такая корпускулярная теория, — говорил Милликен, — не была подтверждена экспериментально, за исключени^вм наблюдений, проведенных Ленардом в 1900 году и сводившихся и тому, что энергия, с которой электроны вылетают из цинновой пластинки, кажется, не зависит от интенсивности света. Я думаю, правильно будет сказать, что мысль Эйнштейна о кванте света, несущемся в пространстве в форме толчков или, как мы называем их теперь, «фотонов», приблизительно до 1915 года не имела практически ни одного убежденного сторонника. Тогда, на тех ранних этапах, даже выступления в защиту взглядов Эйнштейна не были решительными или определенными».

Сам Милликен тоже далеко не был убежден в правоте Эйнштейна, но поскольку лаборатория в Чикаго, руководимая Май-кельсоном, проводила очень много экспериментов, основанных на волновой теории света, Миллинен решил раз и навсегда проверить 1-ипотезу Эйнштейна.

«Как только я вернулся в свою лабораторию осенью 1912 года, — писал Милликен, — я приступил к решению проблемы конструирования нового аппарата, при помощи которого можно было бы получить убедительное решение проблемы этого фотоэлектрического уравнения Эйнштейна, и я почти не надеялся на то, что решение, если только я его получ>, будет положительным. Но вопрос был чрезвычайно важным, и найти какое-то решение было необходимо. Я начал фотоэлектрические исследования в октябре 1912 года, и они заняли практически все мое время, ноторое я посвящал исследованиям на протяжении последующих трех лет».

Загадка теории Эйнштейна заключалась в том, каким образом энергия должна была зависеть от цвета, или частоты. Эйнштейн говорил, что эта зависимость была прямой.

Энергия равна частоте, помноженной на определенное число. Это «определенное чИсло» было постоянным для любого цвета. Оно должно было быть постоянной величиной по самому своему характеру. Эйнштейн применял для этого числа обозначение h.

За несколько лет до этого Макс Планк первый сумел решить теоретическую проблему в области радиации, произвольно заменив член, обозначающий энергию, другим членом, в который входили обозначения частоты и упомянутой постоянной величины. Планк рассматривал это действие лишь как удобный математический прием, который помог ему решить задачу. Эйнштейн же увидел, что Планк невольно сделал значительно больше. При помощи «математического приема» Планка проблема решалась —

65