光是什么?粒子还是波?
既是粒子又是波,如何证明的呢?
百度百科这样说:
光粒子(Photon)原称光量子(light quantum),是传递电磁相互作用的基本粒子,是一种规范玻色子。光粒子是电磁辐射的载体,而在量子场论中光粒子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子(如电子和夸克)相比,光粒子的静止质量为零,这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样,光粒子具有波粒二象性:光粒子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质;而光粒子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的波那样可以传递任意值的能量,光粒子只能传递量子化的能量,即: 这里是普朗克常数,是光波的频率。
牛顿认为光是粒子,而托马斯用双缝干涉实验证明了光是波。
光到底是粒子流,还是波?托马斯——双缝衍射实验给出一切回应!
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1740310425645803577&wfr=spider&for=pc
双缝实验类比了水面波纹的叠加,光通过两个缝隙,在后面形成明暗相间的条纹。
(这个缝隙是和光的波长在同样的数量级的,自己重复这个实验室有难度的,需要查阅相关的实验注意事项,或者购买相关的实验套件,探索实验。)
光是电磁波的,可见光:频率在380~750THz,波长在780~400nm
关于波长、频率和周期:
光在1秒内可以传播的距离是299792458 m,
频率:是1秒时间振动的次数,比如:1秒振动1次就是1赫兹(Hz)
1000Hz=1kHz=1000Hz(3个0)
1000kHz=1MHz=1000000Hz(6个0)
1000MHz=1GHz=1000000000Hz(9个0)
1000GHz=1THz=1000000000000Hz(12个0)
波长就是一次振动时间传播的距离:
1m=1000mm=1000*1000um=1000*1000*1000nm=1000*1000*1000*1000pm
1mm=1000um
1um=1000nm
1nm=1000pm
m(米) mm(毫米) um(微米) nm(纳米) pm(皮米)
光是如何激发出来的呢?
原子是由原子核和围绕原子核的电子构成的。
电子的运动是测不准的,成为电子云,他是有能量状态的,当电子吸收了能量,就会跃迁到一个较高的能量状态,这个能量状态是由能级的,能级是量子化的,也就是离散的,而非连续的。
宏观物体的运动,从0到1米处,必须经过0.5米,经过0.01米,是无线可分和连续的。我们的经典世界是这样的。在量子世界,我们可以想象,从0,到1米是跃迁过去的。没有中间过程。
上述能级的跃迁就可能放出光子,光子的能量也是一份一份的,普朗克常数就是描述一份能量的。
物质吸收了光,光就是能量,内部就会有电子云的能级跃迁,跃迁后,又回到原来的能级状态,光子就发射出来了,这样的光子能量和入射的光子能量是一样的,这种现象是散射,而同样频率(即能量)的散射叫瑞利散射。现象的名字基本都是表彰发现者的功绩的。
少数的跃迁可能不用能量的,因为外接能量的起伏也会影响电子云的能级状态,由于能级是波动的,就会有很少一部分散射出的光的频率低于和高于入射的光频率(能量)。
电子云获得能量,有一个专有名词就是声子。吸收和发射一个声子表示能量的变化,同样,声子也是量子化的。
,