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光的本質是什麼?


光就是光波。就像水波是水體(水分子的集合體)的振動波一樣,光波就是光子體(光子的集合體也就是說電磁場)的振動波。只不過光波和水波不同,光波是一種橫波。廣義的光波,還包括那些不可見光的光波,就是電磁波。根據這個事實,就像不能簡單地說水波是水分子一樣,也不能簡單地說光是粒子(光子)。在漢語中,儘管水具有水體的含義,然而光卻不具有光子體的含義,因此,在漢語中若要簡單地說光是波還是可以的。準確地說,光就是光波(光子體或電磁場的振動波)。因此,光速每秒30萬千米,不是一個光子一直向前每秒跑了遠達30萬千米的直線距離,而是這個光子的橫向振動引起緊鄰的另一個光子的橫向振動依次循環直至引起30萬千米遠處的那一個光子的橫向振動。


光,究竟是像氣流一樣的「真空介質波」,還是像β射線一樣的「粒子物質波」,或者兼而有之的「波粒二象波」?

這個問題,迄今為止依然是一個懸案。有一點可以肯定:把光說成「波粒二象性」是相對論與量子論不能自圓其說的共同瑕疵。

▲弱作用力的場量子是W±、Z0、K介子。

我主張,光是一種真空介質波。以下是我的論證。搞清「場」與「波」的概念是關鍵。

場與場量子的定義。

背景知識:物質之間的作用力,諸如引力、電磁力、核力、分子間力、摩擦力、彈力、張力,不可能是亞原子之間的直接作用,而是通過場介質來傳遞。因此,場的定義與性質,是物理學的重大課題。

場,是亞原子附近的傳播能量的抗衡勢能發散的真空介質。場量子,是以光速自旋的無序震蕩的球形漩渦體。

場與場量子的分類。

場密度有高低:高密場、低密場、基態場。場的密度與場的抗衡空間成反比。基態場的密度最低,抗衡空間最大。

場有不同來源:靜電場、靜磁場、電磁場、引力場、重力場、強力場、弱力場、熱力場。其中,重力場=引力場+向心力場。

無序震蕩的場量子,是熵值最大、密度最低、溫度最低、真空度最高的基態場量子。基態場量子是所有費米子與玻色子的最終歸宿。

▲場量子的概念圖景:中心是亞原子,周邊是不同能密的玻色子,有不同的能密梯度。

有序震蕩的場量子,是承載了特定角動量的玻色子。諸如:承載強力的π±/π0介子、承載弱力的W±/Z0介子、承載電磁力的光子、承載萬有引力的引力子。

波的定義與分類特徵。

波是外力或諧振子激發周圍的大量場量子做徑向有序的依次推涌。波是承載外加角動量的動態場。

波是場介質的受激震蕩。所有波都是介質波。介質波有不同的機制。

▲機械波圖景:光子→聲子→光子...

機械波的發生機制:機械震蕩諧振子→輻射角動量→激發場量子變成光子→推涌聲子→推涌光子.....輪番推涌。光子以光速運動,但慢速的聲子震蕩決定機械波傳播速度。

電磁波的發生機制:電磁震蕩諧振子→激發場量子變成光子→激發相鄰場量子變成光子或......依次激發推涌。

▲電磁波圖景:高頻光子→次高頻光子→低頻光子→次低頻光子→最低頻光子。引力波圖景也是同理:高頻引力子→次高頻引力子...

單光子自干涉效應:電磁振蕩諧振子→發射一次與光子對應的角動量→激發大量場量子變成引力子→激發相鄰場量子變成引力子→兵分兩路通過兩個狹縫→形成兩個引力子波陣面→兩個波陣面相互疊加共振→形成波峰波谷→最後在底屏留下明暗相間的條紋。

小結並回答本題

光子,既是外加角動量所激發的場量子集團,又是電子湮滅的產物,可設定:光子質量≡電子質量。光子的本質是較高能密的場量子。

好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。


光,我們看得見,而是沒有質量,這裡是靜質量。我們從時空結構看,沒有質量不代表沒有空間佔位,即使是零,也是有,不過是正負空間相加了。我們看得見,就定為一維時間,高了我們也看不見了。因為沒有質量,只有時間一維,光子才動,三十萬千米每秒。

光的場一直存在於原子里,電子與原子核內的正電子形成了場,場一激發就出來了光子。

光子在雙縫實驗里奇怪了,探測器一影響就發生變化。光子首先是場,然後是光子實體,場可以形成光子,光子也可以形成場,這是統一的,這是波粒二象性的本質。麥克斯韋方程也由於光子電子的時空特性決定的,具體推測不再說了。八元數從時空結構里推測也不難。

另外還可能有質量為零,二維時間的光子,速度光速的二次方。還有三維時間的光子,速度是光速的三次方。如果空間為負,速度更快,這下宇宙旅行不難了吧。推測而已。希望給科幻家們一點靈感。


光的本質是什麼,直到今天也沒有一個定論,關於光是粒子還是波的爭論持續了幾個世紀,100多年前,人們證實了光是一種電磁波,今天公認的是光具有「波粒二象性」。

想要知道光的本質是什麼,首先就要認清光的傳播過程,光是一種能量的形態,我們說光沒有靜止質量,這是根據相對論和質能方程式推導而出的,但是光有動質量。光可以從一個物體傳播到另一個物體,而不需要任何的介質。

我們肉眼可見得光,只佔有光的很小的一部分,大部分的光是不可以被肉眼直接看到的,例如紅外線和紫外線等等。實驗證明,光在傳播的過程中主要表現為波動性,而在和物質作用的時候主要表現為粒子性。大量的光子表現為波動性,而少量的光子表現為粒子性,光的波長越長就越是表現為波動性,而波長越短越是表現為粒子性。

1905年,愛因斯坦為解釋光電效應提出了光量子假說,而到了1924年德布羅意在愛因斯坦的啟發下,提出了物質波的概念,認為不僅是光,一切物質都具有波粒二象性,並且在以後的實驗中得到了驗證。一個運動的乒乓球按道理說也是有波長的,但是質量太大的物體波動性都是不太明顯的,所以無法被感知罷了。

一切物質都具有質量和能量,但是我們討論到光的時候,一般都是認為光是能量的一種形式。光的本質是什麼這個問題在過去的幾百年里難倒了不少的物理學家,最近的100多年,人們才對於光的認識方面有了比較大的進展,光的秘密本質也正在一步步被人們揭開。


我們每天都生活在光下,白天需要太陽光,晚上需要燈光,沒有光,世界將一片黑暗,可見,光對我們人類有著極其重要的作用,那麼,光到底是什麼?它的本質又是什麼呢?

首先,光是能量傳播的一種方式,光源能發光,是光源中的原子,分子運動的結果,這種運動有三種,分別為熱運動,躍遷輻射(自發輻射和受激輻射)和光輻射。光沿射線進行傳播,並且傳播時不需要任何的介質。

其次,光作為一種可見光,是人眼可以看見的電磁波,它是由一種叫做光子的粒子組成的,具有粒子性和波動性,所以被稱為波粒二象性。光又可以分為人造光和自然光,人造光如激光等,自然光如太陽光。因為光具有波粒二象性,所以我們即可以把光看做是一種頻率很高的電磁波,又可以把它看成是一種粒子,即光子,可以被任何物質吸收。

再者,光作為能量的一種形態,它可以不通過任何介質地從一個物質傳輸到另一個物質,我們也可以稱它為光的輻射,之前,偉大的物理學家牛頓與麥克斯韋就針對光的本質進行了探討,提出「微粒說」與「波動說」,為後來愛因斯坦的「波粒二重性」理論奠定了基礎。

1905年,愛因斯坦運用光量子的原理解釋了光電效應,指出光具有波粒二象性,它在能量傳輸的過程中能表現出粒子的性質。

最後,光的本質就是一種特殊的電磁波,它能夠輻射,能夠被我們人眼所看到的電磁波。後來,針對光的波粒二象性,科學界一直存有爭議,光到底是粒子還是波,有些人認為它是粒子,又有些人認為是波,那麼到底是什麼呢?雙方各有各的理由,一直是爭議不斷,但有一點可以確認的是,光是我們生活中不可缺少的一種工具,對我們人類的生活有著非常重要的作用。


光是電磁波的一種,但是也有著粒子的特性,愛因斯坦指出光是量子並且具有波粒二象性

光的本質在歷史上被科學界反覆爭論了數百年,現在科學界對光的定義是:光的本質是電磁波,電磁波就是在空間中傳播的,相互激勵的電場和磁場。當它和其他物質發生反應和干擾時,就會反應出波態或粒子態。

一開始科學界因為光的本質問題,互相對抗了幾百年,從一開始的光微粒學說佔上風,到後來的光波動學說佔上風,在之後麥克斯韋的電磁波理論橫空出世,人類知道了包括可見光之類的光都是屬於電磁波頻段。

愛因斯坦認為光既是粒子又是波,具有波粒二象性

1905年愛因斯坦的光電理論完美的解釋了光電效應,愛因斯坦的論文描述了光子和電子能量轉移過程中表現出粒子的特性,在傳播的過程中表現出光波的特性。

愛因斯坦憑藉對光量子學說和光電效應的解釋,獲得了1921年的諾貝爾物理學獎(狹義相對論和廣義相對論因為太過顛覆性並且當時難以證實反而沒有獲得諾貝爾獎)愛因斯坦解釋的光電效應為後來的光導纖維和通信技術奠定了基礎。

愛因斯坦在提出光量子後,直接推動了量子力學的發展,科學家大膽預測不單單是光子,任何微觀粒子都具有波粒二象性,後來的單電子雙縫干涉實驗也證明這一點,慢慢的量子力學成為了和相對論一樣的物理學擎天柱。


以我們認為的「本質」——光是一種電磁波

目前我們認為的光是一種電磁波,一種由變化的電場和磁場相互作用衍生傳播的震蕩電磁場,它具有波粒二象性。

這就是我們認為的光的「本質」,也是現在科學研究得出的結果。更深層次的本質,我們仍然和半個世紀以前的愛因斯坦,有著一樣的疑惑。

或許我們是已經發現了光所謂的本質了,或許我們才剛剛起步。

波粒二象性如何理解?

光的粒子性如何體現?

光是粒子的觀點,近代物理學的祖師爺牛頓就是一個代表。

至於為什麼牛頓會這樣認為,主要是那個時候的物理學研究都是建立在可見的實體之上,人們普遍相信組成實體的是一種微粒,關於物質是波的概念沒有相關理論的提出,而粒子組成的實體可以有牛頓理論來描述,牛頓認為的,關於光的直線傳播和反射性質,就是光是粒子的「證據」。

支持光粒子的令人信服的證據,是來自近代物理學光壓和光電效應的現象的解釋,其中的光電效應後來還使愛因斯坦獲得了諾貝爾物理學獎。

光的波動性又有哪些支持?

光的折射和衍射現象都是光粒子說無法解釋的,後來的楊氏雙縫實驗也都把證據指向光是一種波。

光波動學說的真正確立是麥克斯韋方程的建立,這使人們對光所謂的「波動性」認識的定量描述。

波粒二象性不只是微觀世界才有的

後來隨著量子力學的建立,德布羅意波創造性的見解,提出了「物質波」的概念。

這是將微觀世界和宏觀世界聯繫起來的一項偉大創舉,它使我們對自然有了更加深刻的理解。

「物質波」揭示了宏觀物體也具有波動性的客觀事實,可是我們人為什麼感覺不到自己在波動呢?

h就是普朗克常數,它是一個10^-33次方級別的小小數,下面的m換成千克記50,速度記2m/s。

這樣得出的一個10^-35次方米的波長,就是一個體重50千克,以每秒2米運動的人所謂的「德布羅意波」。

它如此之小,我們是無法察覺的。

歡迎留言評論,留下你的觀點。


我們知道原子內部電子都有不同的能級,電子在吸收能量時,會向更高的能級躍遷,但是電子在高能級上並不穩定,總是自發的向低能級躍遷,這時就會把多餘的能量以光子形式釋放出去。光子的波長取決於多少能量被釋放出來,不同種類的原子釋放不同頻率的光子。

光的本身是電磁波,電磁波根據波長也有好幾種,比如微波、無線電波、紅外、紫外、X射線。光就是電磁波,電磁波就是光。

波粒二象性:

關於光到底是粒子還是波經過了很長時間的論戰在愛因斯坦之前,最終波動說佔了上風,微粒說基本上被踩在了腳底下。

1905年,愛因斯坦提出了光量子來解釋光電效應,看起來微粒說又要出現了,又到了1924年,德布羅意在愛因斯坦的啟發下提出了物質波的概念,認為不僅是光,其它一切物質皆具有波粒二象性,它既可以表現出粒子性,又可以像波一樣表現出干涉與衍射現象,這在今後的實驗中被證實。

打了幾個世紀的微粒說與波動說,原來竟然是一家子。

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光子由雙玄電子合旋構成?

正旋單玄電子組成正電子,

負旋單玄電子組成負電子,

正負旋單玄電子夾成直角。

正旋單玄電子受排斥散布,

因為被排斥永遠觀測不到?

能量充足可形成雙玄電子?

光的表現速度是由運動經過的媒質來決定的。

萬有引力 FGm1m2r^2 G=2*PI,萬有引力是磁場力的疊加?

是微觀的圓周運動引起的併疊加?

重力加速度反映物質內部的能量?

重力加速度gPI^2EmC^2

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謝謝邀請。光有太陽光和激光兩種形式,太陽光是自然而然的光線形式,激光則是人工加工的光束形式。無論是束狀的,還是線狀的,對於光的本質而言,應該是一樣的。那麼廣的本質是什麼?科學家有科學家的實驗室結論,宗教上有宗教上的思辨結論。由於檢測手段的制約,人們對光的本質的認識幾乎都不是正確的也不可能是真正正確的。這是第一點。第二點,光除了是攜帶能量的物質,還可以是別的不可認知的東西。光量子也好,波粒二象性也罷,電磁波也好,動感光波也罷,對於光的本質而言,這些概念就像是兒戲。人們只知道光是物質,卻不知道光為何要具有這樣特徵的物質,人們(尤其是科學工作者們)只關注光的科學屬性,而忽略了光的人文使命感,或者說,宗教上的光常常是具有使命感而來的。

光的使命感,首先是光譜,就像是一個老者,他有著父親一族,母親一族,祖母一族等等交織在一起的「九族」血親關係。但是,光量子雖然能把光的譜系界定為「光粒子」,卻無法識別不同來源的「光量子」,也無法對他們進行恰當的「命名」。既然無法識別他們特有的「光學身份」,也就無法確知他們的「父親是誰,母親是誰」。這樣,再談「光的本質」是沒有什麼道理可言的。歡迎來噴。感謝閱讀。


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