光子是什麼東西?

布魯諾二


光子是我們宇宙最重要的一種東西,也是人類最重要的一種寶貝。沒有光子,我們的世界將一片漆黑,我們所有對宇宙的認識都將化為烏有。科學家們很早就對光子進行了研究,對光子本質和特性的瞭解,引領著人類的前行。

光子是一種量子,因此它的正式名稱叫光量子,表達式為E=mc2=hν。科學界對光子的研究已經很深了,可以說,如果沒有對光子性質的研究,就沒有現代物理學理論的建立,一切都要推倒重來。

光量子的概念是1905年由愛因斯坦提出。

光子是一種規範玻色子,是電磁輻射的載體,是傳遞電磁相互作用的基本粒子。光子以光速運動,在真空中的傳播速度為每秒接近30萬公里,光子具有能量、動量、質量。但光子無法靜止,所以沒有靜止質量。

光子的質量是相對論質量,公式為:按照質能方程,E=mc2=hν,求出m=hν/c2。計算方法為:由於頻率為v的光子的能量為E=hv,(其中h為普朗克常數),故由質能公式可得其質量為:m=E/c2=hv/c2其中c2表示光速的平方,這個方法由愛因斯坦首先提出。

愛因斯坦預言玻色-愛因斯坦凝聚態的存在,就是在特定的溫度條件下,一些原子會“凝聚”到同一狀態。光子也具有這種性質。這個預言已經被科學家的試驗所證實。

因此,科學界對光量子得出瞭如下性質:光子有速度、能量、動量、質量,有凝聚。光子不可能靜止。光子可以變成其它物質(如一對正負電子),但能量守恆、動量守恆。

以上就是近百年來人類對光子研究的成果。至於光子是個什麼模樣,憑目前人類的能力還沒有辦法直觀的“看到”,只能描述,它就是一個很小很小的粒子,這個粒子的體積可能為0或接近0,它具有波粒二象性,既可以一粒一粒的發出,又會發生衍射,以波的方式發出。

但有些科學家認為,光子可能有靜止質量,如果實驗能夠最終檢測到光子的靜止質量,一些經典理論將要改寫。

我國的華中科技大學羅俊完成了一項實驗,將光子靜止質量上限較之前已知的質量上限提高了1/20,得出了在任何情況下,光子的靜止質量都不會超過10^-54公斤的結論。

如果光子真的存在靜止質量,雖然短期不會影響到人們的日常生活,但其產生的後果將是根本性的,這個世界光速是不是極限速度都要重新考量。



這些對光速描述都是經過無數次實驗和計算得到的,光速理論正在被一個個科學發現所證實,正在運用到造福人類的一個個發明創造中,檢驗著其正確性和精確性。

這就是時空通訊的看法,歡迎點評討論發表高見。感謝關注支持和理解。


時空通訊


作為科學概念,我覺得“光子”就是一個非常虛的概念,是抽象的物理名詞,是虛粒子。它既沒有質量也沒有體積,缺乏實體的存在,能夠在空間中定速移動,能夠被宇宙間的生命物質感知,被智慧工具檢測。

“光子”,就是一小團空間包、一小團能量波,所以又有了另一個比“光子”更虛的東西“量子”。

“光子”、“量子”都是科學家們為了理論構造出的用以描述物質現象的概念。

“光子”、“量子”沒有電子、中子、原子那樣的物質實體,光子應當就是虛物質,是空間的一種存在形式。

也就是說,正因為有了光子,我們才認識到空間。空間本身就是光!

上帝說,“要有光”。

這是我對光的大膽猜測和理解。懇請大家來猛烈炮轟吧。


冷酷仙境5


這一連串的問題一問到點子上了,是好問題,也是難以回答的問題

在我們日常生活中面對宏觀事物時,我們經常會問到這個東西到底是什麼,類似這樣的問題很多。比如說,水是什麼東西?我可以這麼回答,水就是由水分子構成的一種液態物質,水分子則是由一個氫原子和兩個氧原子通過某種化學鍵結合在一起的。

一般來說一個宏觀物體我們可以通過描述它的大小、形狀、重量、顏色、化學性質和構成材料等等這些物理性質來回答這個東西到底是什麼,可是這樣的回答方式一旦到了微觀世界就統統失效了。

失效並不是因為我們的技術水平達不到,而是在邏輯上失效了。我們日常經驗中的那些物理性質到了微觀世界中,要麼不存在,要麼已經不再是我們日常經驗中的那些性質了。

在微觀世界中的一個粒子是什麼?

  • 這和你用什麼樣的觀測方式是緊密結合在一起的,我們無法脫離觀測方式來單獨談一個粒子是什麼的問題。

  • 比如說光子這個東西,你如果用熒光屏去接收它,那麼它就是一個小球一樣的粒子,可以在熒光屏上打出一個亮點。但如果你用干涉儀去觀測它,它就成了,可以具備波的特性。如果你用一塊金屬板去觀測,它又成了一份能量的最小單位,變成了能量子,因為可以打出電子,這就是著名的光電效應實驗。

所以沒有辦法用一句話來回答你"光子到底是什麼東西“這個問題,但我們卻可以用數學公式準確的計算出光子在什麼樣的條件下會表現出什麼樣的結果。

光子沒有靜止質量

這也就是說根據狹義相對論,能量和質量是等價的,光子含有能量,所以你也可以說光子有質量,但這個質量卻不是普通物質的那種質量,這也就意味著光子相對任何東西來說都是以光速運動的,它根本停不下來,停下來時它就消失了。


量子貓


光子就是光量子。陽光是宇宙射線,經過地球磁場,釋放電子。可以說光子就是電子。



金童希瑞


光是粒子還是波,完全聽從人類的指揮,由不得它自己,波粒兩象性也成了一件皇帝的新衣。玻爾說過,我們可以讓一枚釘子固定,也可以讓它鬆動,但無法讓它固定又讓它鬆動,光究竟是什麼?現在人類至今不具備回答這個問題的能力!


shenxk0309


光子是具有大小、形狀、質量的粒子。無論是在何種光學現象中都能體現出來的基本屬性。但是為什麼我們認為有些光學現象只是體現出其波動性,有些只體現出粒子性呢?原因在於光子波粒二象性的基本屬性認知是錯誤的。


半知與糊塗的疊加態


光子是什麼,這是涉及物理學根本的終極問題。愛因斯坦思索了一生也沒給出更好的答案。在頭條上神侃這個問題,沒什麼意義。


另眼觀世


光子象蜜蜂的腳採的花粉,也像振動篩裡的跳動綠豆,又似對牆發射乒乓球,還似一臺超頻微波爐,有漣漪穿橋孔,光線穿孔倒象…,單個光子就如一個高頻跳躍的極限小球泡`,可以被任何物質吸收!


思回青華


光就是光量子,宇宙空間傳遞能量的唯一方式,一份能量可大可小,但必須是一份一份的傳遞,通過改變空間的結構傳遞能量,空間被改變的最大速度就是光速。


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