什么是光？什么是光子？光是如何产生的？为什么说光是一种振动波，光又是粒子簇？

Question

如题所述

Answer 1

严格地说，光是人类眼睛所能观察到的一种辐射。由实验证明光就是电磁辐射，这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉，但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线均被认为是光，而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。

光具有波粒二象性，即既可把光看作是一种频率很高的电磁波（1012~1015赫兹），也可把光看成是一个粒子，即光量子，简称光子。

因斯坦的光量子理论： 爱因斯坦的光量子假说恢复了光的粒子性，使人们终于认清了光的波粒双重性格，而且在它的启发下，发现了德布罗意物质波，使人们认清了微观世界的波粒二象性，为后来量子力学的建立奠定了基础。
爱因斯坦大胆假设：光和原子电子一样也具有粒子性，光就是以光速C运动着的粒子流，他把这种粒子叫光量子。同普朗克的能量子一样，每个光量子的能量也是E＝hν，根据相对论的质能关系式，每个光子的动量为p＝E/c＝h/λ
列别捷夫（П.Н.Лебедев l866—1911）的光压实验证实了光的动量和能量的关系式。
根据光量子假说，爱因斯坦顺利地推出普朗克公式，并且还提出了一个光电效应公式。
光量子假说成功地解释了光电效应。当紫外线这一类的波长较短的光线照射金属表面时，金属中便有电子逸出，这种现象被称为光电效应。它是由赫兹（H.R.Hertz l857—1894）和勒纳德（P.Lenard l862—1947）发现的。光电效应的实验表明：微弱的紫光能从金属表面打出电子，而很强的红光却不能打出电子，就是说光电效应的产生只取决于光的频率而与光的强度无关。这个现象用光的波动说是解释不了的。因为光的波动说认为光是一种波，它的能量是连续的，和光波的振幅即强度有关，而和光的频率即颜色无关，如果微弱的紫光能从金属表面打出电子来，则很强的红光应更能打出电子来，而事实却与此相反。利用光量子假说可以圆满地解释光电效应。按照光量子假说，光是由光量子组成的，光的能量是不连续的，每个光量子的能量要达到一定数值才能克服电子的逸出功，从金属表面打出电子来。微弱的紫光虽然数目比较少，但是每个光量子的能量却足够大，所以能从金属表面打出电子来；很强的红光，光量子的数目虽然很多，但每个光量子的能量不够大，不足以克服电子的逸出功，所以不能打出电子来。
赫兹以自己的实验证实了电磁波的存在，宣告光的波动说的全胜，判处了光的微粒说的死刑，可是又是他发现的光电效应导致了微粒说的复活。
从当时的观点看来光量子假说同光的干涉事实矛盾，许多物理学家不赞成光量子假说，就连普朗克也抱怨说“太过分了”， 1907年他在写给爱因斯坦的信中说：“我为作用基光量子（光量子）所寻找的不是它在真空中的意义，而是它在吸收和发射地方的意义，并且我认为，真空中的过程已由麦克斯韦方程作了精确的描述”。直到1913年他还拒绝光量子假说。
美国物理学家米立肯（R.A.Millikan l868—1953）在电子和光电效应的研究方面做出了杰出的贡献。他曾花费十年时间去做光电效应实验。最初他不相信光量子理论，企图以实验来否定它，但实验的结果却同他最初的愿望相反。1915年他宣告，他的实验证实了爱因斯坦光电效应公式。他根据光量子理论给出了h值的测定，与普朗克辐射公式给出的h值符合得很好。1922—1923年间，康普敦（A.H.Compton l892—1962）研究了X射线经金属或石墨等物质散射后的光谱。根据古典电磁波理论，入射波长应与散射波长相等，而康普敦的实验却发现，除有波长不变的散射外，还有大于入射波长的散射存在，这种改变波长的散射称为康普敦效应。光的波动说无论如何也不能解释这种效应，而光量子假说却能成功地解释它。按照光量子理论，入射X射线是光子束，光子同散射体中的自由电子碰撞时，将把自己的一部分能量给了电子，由于散射后的光子能量减少了，从而使光子的频率减小，波长变大。因此，康普敦效应的发现，有力地证实了光量子假说。
爱因斯坦的光量子假说发展了普朗克所开创的量子理论。在普朗克的理论中，还是坚持电磁波在本质上是连续的，只是假定当它们与器壁振子发生能量交换时电磁能量才显示出量子性。爱因斯坦对旧理论不是采取改良的态度，而是要求弄清事物的本质彻底解决问题，他看出量子不是一个成功的数学公式，而是揭露光的本质的手段。他克服了普朗克量子假说的不彻底性，把量子性从辐射的机制引伸到光的本身上，认为光本身也是不连续的，光不仅在吸收和发射时是量子化的，而且光的传播本身也是量子化的。爱因斯坦的光量子假说恢复了光的粒子性，使人们终于认清了光的波粒双重性格，而且在它的启发下，发现了德布罗意物质波，使人们认清了微观世界的波粒二象性，为后来量子力学的建立奠定了基础。

Answer 2

光子是物质的基本粒子

基本粒子 谈宇宙中的一切，需要从物质的基本粒子说起。相信光子是物质的基本粒子有以下几个原因：1、光子是人类身边非常普通的粒子，物质在任何条件下都能发出光子；2、生命的诞生，人类的生存以及宇宙对人类的影响都是由光子信息来完成的；3、爱因斯坦提出的光子模型 ；是依据之一,能量与光子的光速有关； 4、一定能量的正电子与一定能量的负电子碰撞，电子对消失，同时会释放一对光子；5、光子团的相互作用能合成普通粒子。

爱因斯坦提出光子学说后又过了几十年，对光子的研究仍然继续,特别是:光子是物质的基本粒子学说仍然没有建立。为什么？究其原因，是人们不愿意放弃现在的物质模型：物质的质量是物体本身固有的，和环境无关；物质世界：按照爱因斯坦对光子的理解，如果光子是物质的基本粒子，任何物体在相对静止的情况下都没有质量，物质没有静止质量的意义太可怕了，我们摸不到物体，看不见对方，不能利用任何物质，这是我们现实生活中不可能存在的物理模型。因为是不可能的物理模型，必须改变认识自然界的思维方式，不然是没有办法认识自然界的。自然界就是这样捉弄人类，不允许人类那么轻易的认识基本粒子。如果光子真的是物质的基本粒子，我们周围的物质确实就没有静止质量了，因为物质由于光子这类基本粒子构成的，而且按照爱因斯坦对光子的理解，光子是不应有静止质量的，光子没有静止质量，由光子组成的物质也不会存在静止质量，事实上物质确实没有静止质量，平时我们看到物质的静止质量，以及物质的运动质量是这样产生的:由于物质不断地与周围的物质作用光子，这种作用是吸收和发出光子，在单位时间内作用的光子能量越大，对外界显示出来自己的质量越多。在单位时间内吸收与发出光子能量越小，物质对外表现出的物质质量就越小，如果物质停止了与环境作用光子，这个物质也就没有了质量，这种现象几乎是不可能的，如果说有可能存在的话也是在下列事件中出现，第一，物质处在绝对零度下，就是说在没有光子能量的区域中，第二，物质的光子信息本身与环境的光子信息相差太远，物质完全不吸收，或者是理解为拒绝吸收环境的光子信息。如果这类事件是突然发生的事例，物体就好像是突然间消失了一样，用通俗的话讲：物体进入了另一个时空。

物质不断地与环境作用光子（吸收和发射），从而表现出的物质的质量，在一定时间内，物质与环境作用的光子个数多、能量大，它表现出的质量就多；这可以用一个数学公式来表达： ，其中 是物质吸收和发出光子的最高频率， 在一定时间内作用光子能量，它越大， 就越大，我们就感觉到物质质量越多，就说成是物质的质量大；相反也是成立的。

从这个意义上讲，我们周围的所有物质，只要是有静止质量的物质，都不是物质的基本粒子，只有光子，没有静止质量，光子本身才是物质的基本粒子，所有电子，质子，甚至是更小的物质粒子，只要存在静止质量，都不能算是物质的基本粒子，只能算是光子构成的光子信息团，由于光子信息构成不同，对应的光子信息的寿命不同，如果环境中对应的光子信息数量特别多，这种光子信息在吸收、发出光子信息后自己的光子信息，在单位时间内改变量特别小，也就是对应的粒子在自然界中存在的时间就长，用通俗的话讲这种粒子的寿命比较长，如果对应粒子的光子信息在自然界中存在的非常少，这种粒子的存在有两种途径，一是少吸收物质的光子信息，自己的静止质量显示的小一些，寿命长一些，另一种是多吸收物质的光子信息，自己的静止质量大一些，在单位的时间内，自己的改变量多一些，自己的寿命小一些。事实上物质是采用上一种方法，这可以用物质的原子吸收光谱暗线，与物质原子发射光谱的明线频率是相对应的，来说明物质只是吸收与自己光子信息对应频率的光子信息。

由于自然界中的光子数量非常多，显示为光子的寿命为无限长，事实也正是如此，光子的存在时间最长，光子是不能消失的，因为自然界中存在一个能的转化与守恒定律，要是光子消失了，光子的寿命有一定的数值，这个定律就不成立了。光子只能是被一个物体吸收后，同时发出一个光子，只是发出的光子信息组合不同，这种不同的光子信息组合，就表达了一定的光子信息，特别是能把吸收光子信息之后的物体，再发出来的光子信息表达出来，物体就是这样传达信息的，自然界存在一个最大的传达信息的速度，就是光子在自然界的速度， 。人类的视觉是用了自然界的最高时速。

另外人体在进化过程中，充分利用了自然界的光子信息，人类的五种感觉方式都是在光子信息这种原始感觉基础上进化而来的，光子信息是物质与物质存在时，不断进行交流的一种信息表达形式，只要物质存在，就要不断地吸收和发出光子信息，就要从其它物质身上吸收光子信息，同时发出具有自己的特征的光子信息，将自己的物质身份表达给自然界，这就是物质存在时的特征。人类是在自然界中，不断吸收地球表面上的光子信息，由于地球表面上的光子信息不断变化，人类为了适应自然界的变化，就进化出视觉的器官―――眼睛。特别是人类的眼睛最敏感的光波就是太阳的中心频率的光子，其它动物的视觉最敏感的光波，应该是这种动物在生活过程中，吸收光波的中心频率。人类的其它各种器官都是在物质的共同信息语言下进化而来的，因为物质的存在就是在不断地吸收光子信息，同时发出光子信息，那么物质间光子信息就是物质与物质，人类与人类，动物与动物，植物与植物，以及这些物质间相互交流的共同语言，所以，光子信息不仅仅是物质存在时必须吸收与发出的物质类型，也是物质间相互交流信息的一种共同语言，这种语言是所有物质共同的语言，是所有物质都能听得懂的语言，不论是无生命的物质，还是有生命的物质，无论是植物与动物间，还是人类与动物间都是能够共同交流的语言信息，只可惜人类由于物欲膨胀，各种器官的完美发展，不利用、不相信这种光子信息的存在，更不理解这种光子信息的内容了，遇到这种光子信息的变化和存在时，人类只知道自己有一种感觉，却不知道这种感觉具体代表什么，这种感觉的信息内容是什么，这是人类在自然界进化过程中的一个遗憾，放弃了自然界的自然知觉，放弃了自然界中传播最快、最准确的光子信息感觉，而使用了人体的五种感觉，特别是人的视觉只用到了很少一部分光波。不过，由于科学核技术的发展，人类又创造了手机，利用手机代替了人类的一部分自然知觉，又补充了人类失去的一部分功能。

由于光子信息是自然界中存在的一种自然知觉，将这种信息、这种语言、称为自然语言，是所有物质共同使用的语言，是所有物质都能听得懂的语言，所以不仅人有灵，所有物质都是有灵的，这样对动物能理解人类的一些行为就不足为奇了。

由于光子担当的任务太大，一是充当了显示物质的代言人，没有光子的吸收与发出，物质就不能存在，物质的质量就显示不出来，物质就没有惯性，物质就不能为其它物质服务和利用；二是光子的构成――光子信息，又充当了自然界所有物质交流信息的语言，说光子是物质的基本粒子已不足为过了。
参考资料：http://xjjibenlizi.nease.net/new_page_7.htm

Answer 3

什么是光？什么是光子？光是如何产生的？为什么说光是一种振动波，光又是粒子簇？
1.光就是一种电磁波(高频)
2.这是爱因斯坦为了解释光电效应而提出的.
光的能量是不连续的,而是一份一份的,每一份就叫光量子,简称为光子
3.产生光的方法很多
最常见的就是用各种光源
4.光的本质就是波粒二象性,就是说光不但能发生波的所有现象(例如反射,衍射,干涉,多普勒效应),同时也具有粒子性(例如,光电效应,康普顿效应)本回答被提问者采纳

Answer 4

想给你讲一下光的本质：
我们从出生起，就与光有千丝万缕、不可断绝的联系，但光究竟是什么呢？

距今300多年前，赫赫有名的英国物理学家兼数学家牛顿创立了光学这门学科。当时，牛顿认为光是由一种弹性小球组成的。这就是所谓的光的微粒说。

光的微粒说可以解释光的反射和光的折射现象。

对于光的反射现象，可以设想打弹子球的情形。当弹子球在行进过程中撞到边框上就会被弹回。光的反弹也是这样，光的粒子投射到像镜子那样光滑的表面就可以单向反射。

对于光的折射现象，牛顿也提出了解释。按照万有引力定律，当光从光疏物质（如空气）进入光密物质（如水或玻璃）时，由于是两种不同的光媒质，它们对光的吸引作用就有差别。一般来说，光密物质密度较大，它对光的吸引作用强些；光疏物质密度较小，它对光的吸引作用弱些。这样，光束由空气进入水或玻璃中时，就会折向密度较大的水或玻璃的一侧。

光的微粒说在解释一些光的色散问题时遇到了困难。

跟牛顿同时代的荷兰物理学家惠更斯，提出了完全不同的另一种学说——光的波动说。他认为光与声音一样，都是一种空气振动过程，这种振动像水波那样是一波接一波传递的。这就是光的波动说。两位科学家各持己见，互不相让。当时牛顿在科学界的威望要比惠更斯高，所以大多数人附和牛顿的看法，于是微粒说占了上风。

1864年，英国物理学家麦克斯韦在仔细研究了光波后指出：光波是与无线电波、X射线以及γ射线一样的电磁波，它们之间的区别仅仅是波长不同。无线电波一般以米为单位，光波则比无线电波要短得多。

这样，麦克斯韦使光的波动说被大家承认。这种光的波动理论，虽能比较满意地解释光在传播过程中产生的反射、折射和干涉现象，但却解释不了光电效应。

德国大名鼎鼎的物理学巨匠爱因斯坦于1905年提出了光子说。

光子说认为，光能是聚集成一份一份的，以不连接的形式在空中传播。每一份光叫做一个光量子。光量子既是一种微粒，又是一种电波。光子说把几百年来争论不休的两种观点，即光的微粒说和波动说统一了起来。

今后对光的本质很可能还会有新的认识。但到目前为止，光子说是最完美的解释。

根据目前的说法，从本质上来解释只能达到这些。

声音呢则是一种机械波，对这种波的认识可以说人类已经十分熟悉了，

Answer 5

光是一种(特殊)电磁波.光既是波又是一种粒子.(不是有波粒二象性嘛).频率越低的光,波动性越明显.频率越高的光,粒子性越明显.光在传播的过程中波动性起主导作用,光在和物体相互作用是粒子性起主导作用.波动性(光的衍射,光的干涉).粒子性(光电效应).
简单说,光是一种概率波.(这是光的性质最好的表达形式).