光電效應和康普頓散射以什麼方法解釋粒子是粒子性?

光電效應是指金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應，發射出來的電子叫做光電子。光波長小於某一臨界值時方能發射電子，即極限頻率和極限波長。臨界值取決於金屬材料,而發射電子的能量取決於光的波長而與光強度無關，這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應的瞬時性，按波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面。可事實是，只要光的頻率高與金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位(即光子或光量子)所組成。這種解釋為愛因斯坦所提出。光電效應由德國物理學家赫茲於1887年發現,對發展量子理論起了根本性的作用。



物質吸收光子並激發出自由電子的行為稱為光電效應。


算式


在以愛因斯坦方式量化分析光電效應時使用以下算式：



光子能量 = 移出一個電子所需的能量 + 被發射的電子的動能



代數形式：








其中





h是普朗克常數，

f是入射光子的頻率，

是功函數，從原子鍵結中移出一個電子所需的最小能量，

是被射出的電子的最大動能，

f0是光電效應發生的閥值頻率，

m是被發射電子的靜止質量，

vm是被發射電子的速度，


註：如果光子的能量（hf）不大於功函數（φ），就不會有電子射出。功函數有時又以W標記。

這個算式與觀察不符時（即沒有射出電子或電子動能小於預期），可能是因為系統沒有完全的效率，某些能量變成熱能或輻射而失去了。


依愛因斯坦的理論靜止的光是沒有質量，但運動時則有質量，所以光亦具有粒子性，它和電子碰撞時(康普頓效應)可以証明它有動量。它的動量(p)是
p=普朗克常數 / 光的波長。

但若你一定要問運動的光子質量是多少，好奇怪，計唔到！

因為若依愛因斯坦運動粒子質量的公式：

m = mo / sqrt(1 - v^2/c^2)

mo 是靜止粒子的質量；sqrt 是開方根，v^2 是粒子速度的平方；c^2 是光速的平方

但式中分子： mo 是零(之前以說靜止的光子，質量是零)。
分母： 光子的速度亦是光速，所以 v=c，代入公式 sqrt(1 - c^2/c^2) 亦是等於零；
除數中，零除零等於幾多.......(答案不是零)，你知道是多少嗎！
第四位回答者，從網址知是太空館助理館長劉啟業所寫，不過我對這篇內容並不認同：
1)相對論認為光速是度的極限，它是常數，但他引范伯格所提出比光速更快的超光子，然後引相對論理論，求出它的質量為虛數，可笑！其實目前有人研究超光子的存在，若要成功，一定要打破相對論的框框。
2)他又說若果光子有質量，不少物理定律要改寫了。其實只要有小小物理慨念都知，在近光速的情況下，許多古典物理學已經不成立了，若要保衛以往的學說，科學又有何進步！

第三位題出虛粒子的問題：虛粒子是一些粒子的統稱，光在靜態時稱為虛光子(虛粒子)。靜止的光子質量，上面已講過為零。

相對不一定是正確，只不過它可以解釋某些問題吧

Very, very, very good!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

我已幫你del左一些.可能會仲係大多...
不過.ed 係main pt~

量子力學的產生與發展
量子力學是描述微觀世界結構、運動與變化規律的物理科學。它是20世紀人類文明發展的一個重大飛躍，量子力學的發現引發了一系列劃時代的科學發現與技術發明，對人類社會的進步做出重要貢獻。

19世紀末正當人們為經典物理取得重大成就的時候，一系列經典理論無法解釋的現象一個接一個地發現了。德國物理學家威恩通過熱輻射能譜的測量發現 的熱輻射定理。德國物理學家普朗克為了解釋熱輻射能譜提出了一個大膽的假設：在熱輻射的產生與吸收過程中能量是以hV為最小單位，一份一份交換的。這個能 量量子化的假設不僅強調了熱輻射能量的不連續性，而且與輻射能量和頻率無關由振幅確定的基本概念直接相矛盾，無法納入任何一個經典範疇。當時只有少數科學 家認真研究這個問題。



1913年丹麥物理學家玻爾為解決盧瑟福原子行星模型的不穩定（按經典理論，原子中電子繞原子核作圓周運動要輻射能量，導致軌道半徑縮小直到跌落 進原子核，與正電荷中和），提出定態假設：原子中的電子並不像行星一樣可在任意經典力學的軌道上運轉，穩定軌道的作用量fpdq必須為h的整數倍（角動量 量子化），即fpdq＝nh，n稱之為量子數。玻爾又提出原子發光過程不是經典輻射，是電子在不同的穩定軌道態之間的不連續的躍遷過程，光的頻率由軌道態 之間的能量差AE＝hV確定，即頻率法則。這樣，玻爾原子理論以它簡單明晰的圖像解釋了氫原子分立光譜線，並以電子軌道態直觀地解釋了化學元素週期表，導 致了72號元素鉛的發現，在隨後的短短十多年內引發了一系列的重大科學進展。這在物理學史上是空前的。



1923年4月美國物理學家康普頓發表了X射線被電子散射所引起的頻率變小現象，即康普頓效應。按經典波動理論，靜止物體對波的散射不會改變頻 率。而按愛因斯坦光量子說這是兩個“粒子”碰撞的結果。光量子在碰撞時不僅將能量傳遞而且也將動量傳遞給了電子，使光量子說得到了實驗的證明。

光不僅僅是電磁波，也是一種具有能量動量的粒子。1924年美籍奧地利物理學家泡利發表了“不相容原理”：原子中不能有兩個電子同時處於同一量子 態。這一原理解釋了原子中電子的殼層結構。這個原理對所有實體物質的基本粒子（通常稱之為費米子，如質子、中子、誇克等）都適用，構成了量子統計力學 ———費米統計的基點。為解釋光譜線的精細結構與反常塞曼效應，泡利建議對於原於中的電子軌道態，除了已有的與經典力學量（能量、角動量及其分量）對應的 三個量子數之外應引進第四個量子數。這個量子數後來稱為“自旋”，是表述基本粒子一種內在性質的物理量。


量子力學在低速、微觀的現象範圍內具有普遍適用的意義。它是現代物理學基礎之一，在現代科學技術中的表面物理、半導體物理、凝聚態物理、粒子物 理、低溫超導物理、量子化學以及分子生物學等學科的發展中，都有重要的理論意義。量子力學的產生和發展標誌著人類認識自然實現了從宏觀世界向微觀世界的重大飛躍。
參考資料:
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1005020700001