化學原理啟迪297
1. 愛因斯坦「光電效應photoelectric effect」現象說明，1.電磁輻射是可以量化的（由光子組成）。2.頻率閥值，代表可以移動金屬表面電子所需要的最低能量。
移動電子需要的最低能量＝E0＝hv0
《CLAUDE DEBUSSY: CLAIRE DE LUNE》
2. 因為當電子的能量低於E0（v＜v0）就沒有辦法移動電子，所以光的頻率只要低於閥值頻率，照射在金屬版上就不會產生任何的電力。
3. 相反地，當光的「頻率」大於閥值E0，v＞v0，超過可以移動電子所需的能量，高於閥值的光能灌注到電子身上，就成為電子的動能（KE）
KEelectron＝1/2mv2＝hv－hv0
註：m電子的質量；v電子的速率；hv入射電子的能量；hv0從金屬表面移動電子所需的能量。
4. 因為光的強度是衡量光束中「光子數量」的標準，所以光的強度更強，代表有更多夠力的光子推動金屬版上的電子來放電。（當然光的『頻率』要超過閥值v＞v0）
5. 在愛因斯坦分析光電效應的同時，他也建立了狹義相對論，產生愛因斯坦著名的能量公式：
E＝mc2 能量＝質量×光速平方
這個方程式指出「能量與質量」之間的關係，發表於1905年。
6. 我們知道「質量」就是一種能量，當一個系統失去能量時，它也失去了質量，重新組合這個方程式會更清楚看到這個結論：
m＝E/c2
註：質量m；能量E；光的速度C。
利用這個方程式，我們可計算出各種大小能量裡所有『量子』的質量。
徐弘毅：
1. 當愛因斯坦在研究「光電效應」時，他應當是不斷思考各種問題：光跟電磁波有什麼關係？光跟熱有什麼關係？電磁波、光、電子跟原子學說有什麼關係？白光跟三稜鏡產生的七彩光有什麼關係？電磁波、熱、各種光、電、磁場……它們彼此有什麼共通性、相對性、相似性？
2. 愛因斯坦得到一個結論，光、電、熱能、磁、電磁波……都是一種『能量』，但是這到底是什麼樣的能量？形式是什麼？特色是什麼呢？
3. 他認為，這些能量的共通性是：1可以量化的；2.以波的形式進行；3.由「粒子」組成。愛因斯坦依據這些共通性建立能量公式E＝mc2，解釋各種能量的衍生物。
4. 『能量』既然是粒子（或稱為量子），那麼用來解釋物體運動的牛頓定律，也應該可以應用在能量粒子身上。
5. 依據牛頓第二運動定律F＝ma，某一個物體移動的力量F＝物體的質量m×加速度a；同樣地，脫離控制跑到在空間中自由移動的量子的移動力量也應該是它的質量×加速度。
6. 那為什麼量子的『能量』不是量子的「質量」×「光速」（加速度），而是「質量」×「光速」的平方？
7. 量子（光子）的移動速度太快太快了，比我們生活世界的任何一個肉眼看得見的東西都快。當光子以波的形式往前移動的時候，這個光子能同時抵達在波峰與波谷等各個波動位置，所以我們必須把光速乘上平方，來代表光子走過的整個波形面積。
8. 再更進一步解釋，我們推大賣場的購物車前進時，購物車是一點一點往前走的，它不會在一秒內同時在門口，又同時在蔬果區、泡麵區、收銀台，可是光子就不一樣了，光的移動速度太快，它在同一秒內已經跑遍整個賣場了。
9. 縱使最快的跑車，加速度在0.1秒或在0.2秒的位置也是有差距的，可是光速是沒有差距的，光子在0.1秒或在0.2秒的位置一樣，它同時存在於1秒內所有波的每一個位置點上。
10. 所以光子以波狀前進的時候，光子在一秒內已經同時抵達無數個波峰、波谷、波段中任何一點的位置，好像一個光子有無數個分身，從波峰的位置以光速前進（紅色箭頭），從波峰以下低一點的位置以光速前進（橘色箭頭）、再從更低一點的位置以光速前進（黃色箭頭）……最後抵達最低的波谷的位置，同樣以光速前進（綠色箭頭）。每一條光速移動直線連起來就是一個光速構成的面：
11. 我們再用另外一個角度來解釋光子以波狀前進，光往前移動的速度是光速，光從波峰擺動到波谷上下移動的速度也是光速，由於光的移動速度太快，在同一秒內同時往前移動，也同時上下擺動，因此光以波狀移動的速率應該是上下擺動的光速乘上往前移動的光速。
12. 為什麼光子移動的「光速」是「加速度」？愛因斯坦應該是認為，那些自由移動的光子，是從慣性運動中脫離出來的粒子，它們脫離瞬間的加速度，就是光速。
13. 光速是「時間與空間」相對的結果，同樣一條直線距離，如果慢慢走，花比較長的時間，會覺得空間很大、很廣，如果用光速走，一秒內就從起點抵達終點，空間變得非常、非常小，小到變成同一個點，空間因為移動時間太短的關係被扭曲了。這就是「空間與時間」的相對論。
14. 愛因斯坦先研究量子世界中，時間與空間的相對關係，分析量子的行為模式、特質，這是狹義相對論。然後，他再從狹義相對論延伸思考光在宇宙當中如何運動？有什麼特徵？因此誕生廣義相對論。
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