在科学的璀璨星空中，海因里希・赫兹这个名字熠熠生辉。正是他，率先发现了电磁波的踪迹，并成功证明光亦是一种电磁波。

为旷日持久的“波粒大战”画上了句号，笃定光就是波，而非粒子。

1887年，赫兹进行了一场意义非凡的电磁波实验。实验伊始，他精心制作了一个发射器，以两个间距极小的铜球作为电容，对其进行充电。

赫兹推断，当电容充电达到特定程度时，电流必将击穿两铜球间隙间的空气，进而产生电火花。实际上，这产生电火花的过程，正是电磁波诞生的时刻。

与此同时，赫兹又打造了一个接收器，那是一个带有极小间隙的金属圆环。他将接收器放置在远处，按照麦克斯韦的理论，如果该理论无误，电磁波便能够穿越空气，抵达接收器，促使接收器上的火花间隙同样产生电火花。

为了确保实验不受外界干扰，赫兹细心地将门窗全部遮挡起来。果不其然，他看到了电火花，尽管它十分微弱，但这无疑是人类历史上首次通过实验证实了电磁波的存在。

实验过程中出现了一个让赫兹困惑不已的现象。由于接收器产生的火花过小，难以清晰观察，而发射器持续产生的火花又极易造成干扰。

于是赫兹打算用一个箱子将接收器罩住，当然不能用金属材质，因为金属会屏蔽电磁波，他选择了塑料箱子，并在上面开了一个小孔，以便透过小孔观察火花，这样操作理应更容易看清火花。

可结果却出人意料，当用箱子罩住接收器后，火花不但没有变得更明显，反而变小了。凭借物理学家敏锐的直觉，赫兹意识到，发射器的火花必定释放出了某种物质，对接收器的火花产生了影响，而这个箱子恰好挡住了这种物质。

为了弄清楚究竟，赫兹使用不同材质的箱子展开实验。他发现，石英材质的箱子对火花并无影响。

他又借助三棱镜将火花的光散射开来，逐步深入探究。最终，他发现只有紫外线以及频率高于紫外线的光，才能让接收器的火花变得更加明显。赫兹为这一奇妙现象取名为“光电效应”。

至于石英为何没有影响，原因在于紫外线能够穿透石英。

时光来到1897年，汤姆森发现了电子。人们通过进一步实验得知，紫外线照射在金属板上，能够将电子激发出来。此时大家才明白，当年赫兹实验中，正是因为有紫外光的照射，使得电子更加活跃，从而让火花愈发明显。

但新的问题接踵而至，为什么只有紫外线或更高频率的光才能打出电子呢？

这一问题在当时令众人百思不得其解。打个比方，想必大家都见过呐喊喷泉，对着喇叭大声呼喊，声音越大，对面的水柱喷射得越高，这符合我们的常识，因为声音越大，能量越高。

假设有这样一个奇特的喷泉，无论男性喊声多大，水柱都不会很高，而女性和孩子即便声音很小，水柱却能喷射得很高，原来这个喷泉的水柱高度只取决于声音的频率，而非响度。

光电效应就如同这个奇特的喷泉，能否打出电子，与光强并无关联，即便光再亮，如激光，若频率过低，也无法打出电子。相反，只要光的频率高于某个特定阈值（该阈值因金属材料而异），即便光再微弱，电子也能被打出。

按照经典物理学的理解，电磁波的能量与振幅的平方成正比，也就是与光强相关。可为何光电效应中的电子却唯独对特定频率的电磁波“情有独钟”呢？

直到1905年，爱因斯坦终于为这个谜团找到了答案。

简单来讲，爱因斯坦提出，如果将光重新看作是一个个小颗粒，问题便迎刃而解。能否打出电子，并非取决于光的整体能量，而是要看每个小颗粒，即光子的能量。

只要每个光子的能量超过某个阈值，即便只有一个光子，电子吸收其能量后也有可能被打出。

爱因斯坦将这种光颗粒命名为光子，并给出公式：每个光子的能量e=hν，其中h是普朗克常数，ν是光的频率。这也就解释了为什么光电效应与光的频率有关，因为光子能量与光的频率成正比。

最早的量子化公式由物理学家普朗克提出，但正是爱因斯坦巧妙运用它成功解释了光电效应，并因此荣获1905年的诺贝尔物理学奖。

倘若光真如爱因斯坦所言，是由一个个光子组成，那么微粒说难道又正确了？答案是肯定的。

光既具有波的特性，又具备粒子的特性。当我们以波的方式探测光时，它便展现出波的特质，比如双缝干涉现象；

而当我们以粒子的方式探测光时，它又会呈现出粒子的特性，比如光电效应。这便是神奇的波粒二象性。

至此，光子正式跻身基本粒子家族，成为构成世界的基本单元之一。



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