光子作為一種粒子,是切實存在的嗎?

我覺得切實存在的粒子應該可以獨佔一份空間而無法和其他同類粒子疊加。

那麼光子是僅僅將光具有的粒子性抽象成的一種粒子,還是切實存在這麼一種粒子?

如果是切實存在的,那麼光子長什麼樣?


光子切實存在。

光子是「現代粒子物理學意義上」的「粒子」。

題主對「粒子」的理解是錯誤的,或者說並沒有這樣性質的東西。

有一類「粒子」稱為「費米子」,與題主的理解「相似」。光子不屬於「費米子」。

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閑話一句,現代物理學不適合這種哲學思辨。不想從數學的角度學物理,就不要想這種問題了。


問題在於,對題主來說什麼叫「切實存在」的粒子呢?

物理學上,擁有特定的能量、坐標、動量、角動量、自旋,並可以進行相應的測量,就是客觀存在的粒子,並通過以上物理特徵進行描述。

而例如聲子,不具有物理動量,但可以用准動量進行等價的描述,所以是一種准粒子。


主要是題主不知道這個世界上除了費米-狄拉克分布,還有波色-愛因斯坦分布這種分布方式,光子正是一種波色子,而電子是一種費米子。所謂波色子與費米子主要是兩者的分布方式不同,多個波色子可以佔據同一量子態,而同一量子態只能被一個費米子佔據。這是由於費米子符合泡利不相容原理,波色子不遵循泡利不相容。因為費米子的自旋為±n/2,波色子為整數,所以兩者在泡利原理中的表現不同


定域性和實在性,你得放棄一個


從另外一個角度來說一下這樣一件事情。

題主理解的「粒子」,是一種樸實的模型,預先默認的是我們可以用位置描述一個粒子的狀態。但是,光子恰恰不是這樣。並不是說「光子是量子性的所以沒有確定位置」,而是「光子沒有坐標表象」。

假設光子有坐標表象,也就是說存在一系列基矢,使得任意的光子狀態可以被展開:|psi>=int dxC_x|x>,這意味著,我們可以選取一個坐標系,使得光子處於位置本徵態|x>,也就是,光子處於一個確定的位置。相對論告訴我們,不能選取坐標系相對於光靜止,光速在任何坐標系中都是不變的。所以,光子沒有坐標表象。

於是,我們平時描述光子,都是在動量表象,也就是「頻率」;或者在粒子數表象,也就是「個數」。我們說光子的能量,說在某一能級上光子的個數,但是一般避免說某一時刻光子的位置,這個概念某種程度上有矛盾。

另外,幾個高票答案也說了「與同類粒子疊加」的問題,說的很好,我就不再多說了。


當然是存在的,題主的思維還停留在經典物理的範疇

光有「波」及「粒」的二象性,簡單的說就是有波的特性(即無質量,有波特有的衍射能力),也有粒子的特性(康普頓效應是持有粒子學說的學者的主要證據)。但我們指的光子學說並不是說光子呈某種形狀的一粒一粒的,只是說光是一段一段沒有連續分為N份的,所以我們把光子也叫光量子。

附百度百科

粒子(particle)指能夠以自由狀態存在的最小物質組分。最早發現的粒子是原子、電子和質子,1932年又發現中子,確認原子由電子、質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子。以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。看來這些粒子並不屬於同一層次,因此基本粒子一詞已成為歷史,如今統稱為粒子。粒子並不是像中子、質子等實際存在的具體的物質,而是它們的統稱,是一種模型理念。


從宏觀世界的生活經驗中抽象出來的概念-----「存在」,不適用於微觀粒子。

一個微觀粒子是什麼樣的,我們不知道,但我們知道它表現為我們宏觀世界中的波和粒子。

類比於盲人摸象,盲人從不同的角度得到大象是牆,是柱子等的結論,然後把所有的結果綜合在一起,最終得到大象的概念。

我們對微觀粒子的觀察程度還未必比得上盲人摸象。

所以,光子就是光子,我們發現它就那個德性。

要不你給盲人解釋清楚大象到底長啥樣我看看?


物理上的表述: 光既具有波動性,又有粒子性,是客觀存在的。具有粒子性表現在能量的量子化,換句話說:能量取值是不連續的,一份一份,能量單元不可分。

現在回答你的問題:「光子是客觀存在的 」,可以這樣表述是對的。「光子作為粒子」,這句話有討論餘地,在量子力學描述中,經典物理很多概念不存在(經典物理里的術語通常可以和日常術語對應),所以說光子不能等同於我們日常所說的粒子,它不具有生活中粒子的一切性質。它的性質是獨特的,可以類比於經典波和經典粒子的某些性質疊加。它有疊加效應,我們說它像波,但是能量傳輸又不如振動波般連續,就說它有粒子的特性,因為一個個粒子傳過來的時候能量也不連續(一個粒子一份能量)。


首先我不能回答這個問題,但是可以根據這個去假設一些東西,會發現一些有意思的結論。

物理書上寫的光子具有波粒二象性,就假設它是一種粒子,慢慢推斷其他的可能。

1、如果光子是一種粒子,他就是物質,光本身就是一種能量。這樣想的話把光類比於電,光子類比於電子,那麼光子在光導體中傳播,就產生了光能——類比於電能。真空中光的傳播速度最快,那真空就是光的最好導體,也就是說真空並不是真空,有很多光子存在裡面。

2、如果上述結論成立,就可以說太陽是一個巨大的發光機,它推動光子在光導體中運動,形成光流——類比於電流,從而產生光,也就給我們帶來了光能。

3、電可以是由導體切割磁感線產生,如果光也是由光導體切割一種場可以產生光流。化學裡面內層電子躍遷可以產生X射線,外層電子躍遷產生能量,比如燃燒可以發光。如果把電子躍遷看做是光導體切割電場產生光能,X射線導體切割電場產生X射線。那發光發熱就是光導體切割電場線,熱(紅外線)導體切割切割電場線。

4、有導體必然就有絕緣體,根據絕緣體的性質,絕緣體本身不是沒有電子,而是電子不能再絕緣體中自由移動,所以就可以把物質看做存在很多光子的東西,比如燃燒就是推動光子跟紅外線運動的一種方式。就可以解釋有的東西導熱快,有的東西透光性好。

5、根據E=mc2,原子衰變會引發質量的變化,能量就是質量過來的。如果上面推論正確,就是說燃燒或者核爆炸時,物質變化產生了很多光子和紅外線,而損失了很多質量。學化學的都知道,原子是由原子核跟核外電子組成,但是電子的運動速度特變快,而原子核又特別小,可以看做是原子核存在於電子的海洋。這時把公式倒過來就變成了能量變成質量,也就是物質就是由能量,就會發現,物質就是存在於這些能量(光子和各種射線)的海洋之中,當光子和各種射線定向移動時,就產生了能量。

6、這樣就發現,其實物質就是能量,它是比較密集的能量,反射性元素越多,釋放的能量就越多,恆星是放射性元素的集合,行星就是經歷過了衰變的恆星爆炸出來的物質塵埃。由於物質是一種密集的能量形式,所以只要放射性的衰變不停止,這個宇宙還會擴張。

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如果這些都是對的,那麼不要嘲笑胖子,他比你重,他就比你有能量。

當然這些有很多悖論,如果光子在光導體中傳播的話,兩束光可以穿過同一地點向不同方向傳播,並且光可以被束成一條線而不被擴散。但可以肯定,還有更好的光傳播介質


物理的名詞定義來源都是基於宏觀的概念和尺度,光子已經是最小尺度本身了;所以你這問題得重新精確定義這個尺度下的概念。


光子是一個球形渦旋,通過感應再生傳遞,介質密度變化發生折射,邊緣被摩擦時傳播路徑發生偏離產生衍射,能量消耗殆盡,球形渦旋湮滅,因此沒有靜質量!電子也是一樣的球形渦旋,自旋速度比光子慢,加速電子可以得到光子,互為加速(自旋一致)的電子對可以激發光子!一個自旋的球在空中飛行產生波粒二象性,子彈其實也是波粒二象性的!以上均為筆者原創理論部分內容!不過邏輯通順,很好理解!呵呵!!


「光即不象波也不象粒子」(這話是哪個物理學家說的……


學物理,懂數學就不用哲學思辨嗎?數學只是一種形式邏輯,屬於哲學範疇!哲學不發展,數學也就只能固步自封!

何況,哲學的發展往往建立在類比的基礎上,所謂靈感,乃是觀物類比於內心的思考而有所得!

連霍金在《時間簡史》中也沒有用一個數學公式,可知你若脫離不了數學,只能說明你的理解還不夠!

數學僅僅是工具,就如畫家的畫筆,欣賞者不用背一支畫筆去看畫展吧?

謝謝!


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