人类认识世界的最基本媒介——光的本质


人类认识世界的最基本媒介——光的本质


光是一种电磁波,是一种肉眼可以看见的电磁波。其本质是一种处于特定频段的光子流,由称为光子的基本粒子组成,具有粒子性与波动性,即具有波粒二象性。

发现光的这种属性的是19世纪伟大的苏格兰物理学家詹姆士·克拉克·麦克斯韦。他从法拉第研究得出电场和磁场可以相互转换这个发现着手,想用精确的微分方程来表达这个成果和自己的立场,由此,他发现这些电磁场会制造出一种波,他通过计算这种波的速度,正是光速。

于时他提出了伟大的预言:“这一速度与光速如此接近,看来我们有充分的理由相信光本身就是一种电磁干扰。

人类认识世界的最基本媒介——光的本质


由此,人类最伟大的发现之一,光的奥秘被揭开了。后来的研究对光的性质和传播有了更深刻的认识。现在我们认识到,光是依靠光子传播。

1905年,爱因斯坦指出,光子又叫光量子,是一种规范玻色子,是传递电磁相互作用的基本粒子。光子是电磁辐射的载体,在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。光子的静止质量为零,在真空中直线运动,光速的国际公认值为 c=299792458米/秒。

所有的粒子或者量子的运动都具有波粒二象性,是微观粒子的基本属性之一。这种属性指的是微观粒子不仅可以以粒子的术语来描述,也可以用波得术语来描述。光子是一种量子,当然也具有这种属性。光的这种属性说明光即可以一个个光子的方式发出,又是以波的形式传播。

人类认识世界的最基本媒介——光的本质


光的性质揭开和确定后,对物理学的发展和人类对宇宙的认识有了十分重大的意义,爱因斯坦的狭义相对论就是以光的性质以及与时空的关系为基础推导出来的。

光是人类最重要的一种现象,是人类认识世界的最基本媒介,不可想象没有光这个世界是个什么样子。如今人类对光的性质有了深刻的了解,成为衡量和认识宇宙的最重要手段。

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