光是什么?波粒二重性又指什么?

Question

光是什么? 波粒二重性又指什么?

Answer 1

光是可以激发视网膜产生视觉能力之辐射能;
光的波粒二象性 指光具有波动和微粒的二重性质.光的干涉、衍射等现象和光的电磁波理论证实了光具有波动性,而光电效应、康普顿效应等证实了光具有粒子性.因此光具有波粒二象性.在爱因斯坦的光的假设中已初步引用了这种统一的概念,光子能子的能量和动量已经通过普朗克常数与描述光波的物理量n、l联系在一起,由此可见光既是粒子又是波.二象性是光的客观属性.事实上光波不是通常所理解的连续的波动(经典电磁波理论)而是类似于波的规律,表明大量光子运动规律的一种几率波,实验结果是在光的实验中如果照射光的强度很大,照相底片上立即出现干涉图样,如果减弱光流使光子一个一个地通过狭缝,照相底片上只出现了一些无规则分布的点了,表现出光的粒子性,单个粒子的运动无一定的轨道,如果曝光时间长照相底片上又出现干涉图象.在强光的照射下曝光时间短形成的干涉图象中某些地方光波的强度大,表明这些地方到达的光子稠密些,在弱光的照射下曝光时间长形成的干涉图象中某些地方光波的强度大,表明这些地方到达的光子频繁,因此干涉图象中某点光波强度的大小跟光子到达该点的几率成正比.一般说来大量光子产生的效果往往显示出波动性.个别光子产生的效果往往显出粒子性,在电磁波谱中无线电波的频率低,“光子”能量很低,波长较长,因此容易观察到波动性.但随着频率的增高能量增大波长减小,波动性越来越不显著,粒子性越来越明显了.由此可见,大量光子产生的效果往往显示出波动性,个别光子产生的效果往往显示出粒子性.光在传播过程中往往显示出波动性,而在与物质相互作用时往往显示出粒子性.但这不意味着在显示出一种属性时,另一种属性没有了.事实上当人们观察光电效应时光子的角分布与入射光的偏振方向是有关的.光的这种微观粒子性和波动性与宏观世界里的粒子和波动有质的区别.因此人们不能用简单的图象来表示光的二象性.但是可以建立起一套理论,同时概括光的电磁理论和光的量子理论,这个理论叫量子电动力学.