题目

光是由粒子组成的还是由波组成的?
如题

提问时间：2020-11-15

答案

光是由光子为基本粒子组成,具有粒子性与波动性,称为波粒二象性.光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱）.在科学上的定义,光有时候是指所有的电磁波谱.光是由一种称为光子的基本粒子组成.具有粒子性与波动性,或称为波粒二象性 光的研究历史光学和力学一样,在古希腊时代就受到注意,光的反射定律早在欧几里得时代已经闻名,但在自然科学与宗教分离开之前,人类对于光的本质的理解几乎再没有进步,只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面.（另,历史告诉我们,古中国早在战国初期,墨学创始人墨子便发现了光的反射定律,建立了中国的光学体系.）十七世纪,对这个问题已经开始存在“波动学说”和“粒子学说”两种声音：荷兰物理学家惠更斯在1690年出版的《光论》一书中提出了光的波动说,推导出了光的反射和折射定律,圆满的解释了光速在光密介质中减小的原因,同时还解释了光进入冰洲石时所 阳光 产生的双折射现象；而英国物理学家牛顿则坚持光的微粒说,在1704年出版的《光学》一书中他提出,发光物体发射出以直线运动的微粒子,微粒子流冲击视网膜就引起视觉,这也能解释光的折射与反射,甚至经过修改也能解释格里马尔迪发现的“衍射”现象.十九世纪,英国物理学家麦克斯韦引入位移电流的概念,建立了是电磁学的基本方程,创立了光的电磁学说,通过证明电微波在真空中传播的速度等于光在真空中传播的速度,从而推导出光和电磁波在本质上是相同的,即光是一定波长的电磁波.二十世纪,量子理论和相对论相继建立,物理学由经典物理进入了现代物理学.1905年美国物理学家爱因斯坦提出了著名的光电效应,认为紫外线在照射物体表面时,会将能量传给表面电子,使之摆脱原子核的束缚,从表面释放出来,因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子.1925年,法国物理学家德布罗意又提出所有物质都具有波粒二象性的理论,即认为所有的物体都既是波又是粒子,随后德国著名物理学家普朗克等数位科学家建立了量子物理学说,将人类对物质属性的理解完全展拓了.综上所述,光的本质应该认为是“光子”,它具有波粒二相性.但这里的波的含义并不是如声波、水波那样的机械波,而是一种统计意义上的波,也就是说大量光子的行为所体现的波的性质.同时光具有动态质量,根据爱因斯坦质能方程可算出其质量.