寻城鹿鸣

这是题主你自己考虑的问题吗？如果题主你自己就在研究这样的问题，那么恭喜你。太厉害了，考虑了物理学的本质问题，也是我们物质世界的本质问题。

数百年前，牛顿他们就开始争论光到底是什么。牛顿认为是微粒，光如同一个个小球一样，在空中飞行，遇到墙也会弹回来。惠更斯认为是波，就如同水波一样。这两种理论都能够解释光的一些基本现象，比如直线传播、反射定律。但是在解释折射现象的时候，牛顿的微粒说遇到一些问题，无法解释折射现象。

但是惠更斯的波动理论能够解释。这时候波动说略胜一筹。但是波动说也有一点问题。水波能传播，是因为有水作为介质。声波能传播，是因为有空气作为介质。我们抖动绳子，绳子上的波纹也会传播，是有绳子作为介质。也就是说每一种波都需要介质才能传播。那么光传播的介质是什么？光能够在真空中传播，但是真空中什么都没有啊。于是为了调和这个矛盾，科学家们设想宇宙中存在一种物质叫以太。以太无处不在。光就是在这种介质中传播的。科学家们就想通过实验来找以太这种物质。但是很不幸，一直没找到。迈克尔逊和莫雷通过实验，证实以太不存在。这时候科学家都很懵。

20世纪初的时候，量子力学开始逐渐发展。在研究量子力学的过程中，就发现一个问题——光电效应。就是说用光去照射金属板，金属板上会有电子射出。但是用不同颜色的光去照，有的光能够照出电子，有的光不能，哪怕把光强变大也不行。根据我们以往的波的理论，这个现象波动理论无法解释。这时候波理论不好使了。这时候爱因斯坦提出了光量子理论，他把光子设想成一个个粒子，如同小球一样。这时候完美解释了光电效应。粒子理论又显得很完美。

但是另外一些现象，衍射、双缝干涉都用粒子无法解释，只能用波动理论来解释。

这时候我们发现，粒子和波这两个理论都无法单独解释光的所有现象。每一个理论都能解释一部分，两个理论合在一起，就能解释光的所有现象。

这时候虽然我们不愿意，但是我们不得不面对这样的现实，光具有波粒二象性。粒子和波本来是相对的，完全不同的物理概念，根本不可调节。但是此时我们似乎不得不接受这样的现实，光既有粒子性也有波动性。

这时候我们不得不提一下德布罗意的贡献。在解释了光电效应之后，人们认识到光的波粒二象性。但是我们还是习惯上认为只有微观粒子，甚至无质量的粒子，比如光子，才有波粒二象性。实物粒子，宏观上看，物质都是粒子的，不是波。但是此时德布罗意说，不对，所有物质都有波动性。他还给出了我们物质的波长公式，直接算出了一些物体的波长。但是别人可能会问，既然物质都是波，那么为什么生活中我们感受不到呢？德布罗意说，那是因为波长太短了。这个理论一出，他的导师都不相信，觉得太扯了。后来爱因斯坦看到了，他觉得德布罗意可能是对的。知道后来，我们的一些实验，实物粒子做出了干涉条纹。这个理论被大家才接受。

所以说不仅光具有波粒二象性，所有物质都具有波粒二象性。可能波粒二象性是宇宙物质的根本属性

物理史话

对于这个问题首先要知道光是什么？

最开始牛顿认为光是一种微粒

牛顿在1666年的时候做了一个实验，就是光的色散实验

什么是色散呢？

很简单就是把一个三棱镜放在太阳光底下，太阳光照过来之后，那么三棱镜就会把阳光分成七种颜色

他还可以吧三棱镜再反过来汇聚成一种颜色

得到的结论是白光是由七种颜色的光组成的

并且发现了后来人叫牛顿环的东西，通过这个牛顿环得到一个结论，就是光是一个粒子

在他的著作《光学》中就提出了微粒说的观点，也就是说光是在以太中运动的微粒

微粒说可以解释光的折射和反射

比如说光为什么在界面上会发生反射，因为光是个粒子，它撞了界面以后就像台球一样就反射了

到胡克，惠更斯他们认为光是一种波动，也就是说光是在以太中传播的振动

其实就是把光和声音类比起来了，声音是在空气介质中传播的一种振动，也就是波动说的由来

再到托马斯杨的双缝干涉实验和菲涅尔证实的光的波动说

什么是干涉？就是两列波一叠加，有的地方振动加强，有的地方振动减弱

两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强

在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象

通过这个实验证明了光是一种波，光具有波动性

以及麦克斯韦提出的电磁学理论，通过这个人们知道光是一种电磁波

但是到20世纪，人们又发现了一些新的现象

这些新的现象无法用波动说来解释

于是人们又提出了波粒二象性的学说

首先要说一个实现 叫光电效应实验

最早是由赫兹这个科学家发现的

他用实验证实了电磁波是存在的

不仅如此，还发现了另外一个现象就是光电效应

光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。

在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电

通过这个后来的人类发明了光通讯，量子通讯和量子计算

再比如光伏太阳能，激光制造，激光医疗

再比如高温超导，半导体，拓扑材料，比如说奇异的碳材料，碳60啊，石墨烯等等

52赫兹实验室

光是波还是粒子？

大致来说，光既是粒子也是波。但以精确的说法，光既不是粒子也不是波，而是更复杂的东西。

我们可以以一个圆柱形的豆罐来举例，如果你侧向握着罐子，让另一个朋友只看它的侧面，并问他物体的形状，他会做出“矩形”的回答。但是现在将罐旋转90度，再让另一个朋友看底部，他会告诉您罐是“圆形的”。现在，让您的两个朋友就真正的形状互相争论，他们不会取得让双方满意的答案。

哪一个是对的？他们既是正确的，又在某种程度上是错误的。从一个角度看，圆柱是圆形的，从另一个角度看，圆柱是矩形的，但实际上，它不仅仅是一个圆加一个矩形。它不能通过二维形状（例如圆形和矩形）进行全面描述，因为它是一个立方体。

当涉及诸如光的量子粒子时，同样的情况也会出现。说光是一个粒子，就是将它视为更复杂的实体。类似地，将光想象成波浪会将其视为比实际更简单的对象。

图注:圆柱罐从一个角度看，看起来像一个圆形，从另一个角度看，它看起来像一个矩形。实际上，罐是圆柱体。类似地，光有时像波一样起作用，而其他时候像粒子一样起作用，但实际上实际上更复杂。

根据情况的不同，光有时像波，有时像粒子。仅当你接受光是更复杂的东西时，这才有意义。从某个角度看，它们看起来像波，而从另一个角度看，它看起来像粒子。

举个例子，一个盲人只感觉到大象的腿，并宣称大象是一棵树。另一个盲人感觉到大象的尾巴，并宣称它是一条绳子。还有一个人感到象牙，并宣布该动物为矛。所有盲人都认为自己是正确的，但他们也有错误的一部分，因为他们没有完整的信息。

所以，所有的这些疑惑都是因为我们对光的整体没有研究明白，只是发现了其中的一部分性质，才会产生“盲人摸象”的情况。

这里是宇宙万物探奇，期待您的宝贵意见哦！

宇宙万物探奇

光具有波粒二象性。既可以说是波，也可以说是粒子。但目前对于光究竟是什么，科学界也还是争论不休，也可说既不是波，也不是粒子。

说光是波，是因为光具有波的性质，有干涉（光穿过小缝隙能形成亮暗相间的条纹）、衍射（光能绕过大小尺寸合适的障碍物向前传播）、偏振（光振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性）这些波特有的现象。

说光是粒子，是因为光子具有能量（爱因斯坦通过光电效应现象的研究，提出光子说，光子的能量E=hv。用光电效应方程Ek=hv-Wo很好地解释了光电效应现象）；也因为光具有动量（康普顿的康普顿效应发现光在相互作用中，光的波长会发生变化，符合动量守恒定律，光子的动量p=h/入）。

而光子能量E=hv中的v为频率，光子动量p=h/入中的入为波长，光速C=入v，波长和频率又是波的特征，又把粒子性和波动性联系起来。因此光具有波粒二象性，即既有波动性也有粒子性。只不过有时波动性明显，有时粒子性明显。

当光子数越少、相互作用、频率越大时，光的粒子性越明显。当光子数越多、传播过程、频率越小时，光的波动性越明显。

德布罗意更是提出实物粒子也具有波动性，波长入=h/p，并由汤姆逊、戴维孙通过电子衍射实验得以证实。只不过因为实物粒子的动量p=mv太大而很难观察得到波动现象。故也可以说，实物粒子其实也具有波粒二象性。实物粒子的波称为物质波。

古道西风野马

光是波还是粒子？为什么？

光，既是波又是粒子，同时具有两种特征，又被称为波粒二象性。光在宏观上显示出波的性质，以电磁波的形式散发能量，在微观下，显现出粒子的性质。至于为什么，且听我慢慢分析。

光的波动性

光的研究历史和力学一样著名，早在古希腊时期人们就已经发现了光的反射现象，但在近现代之前人类对于光的本质的理解几乎再没有进步，只是停留在对光的传播、运用等浅显的层面上。直到近现代，对光的研究才开始迅速发展；荷兰物理学家惠更斯是第一次比较完整的提出光波动原理，又称惠更斯原理。惠更斯原理认为:对于任何一种波，从波源发射的子波中，其波面上的任何一点都可以作为子波的波源，各个子波波源波面的包洛面就是下一个新的波面，在此原理基础上，他推倒出了光的反射和折射定律，圆满的解释了光速在光密介质中减小的原因，同时还解释了光进入冰洲石所产生的双折射现象，但它却无法对光的衍射现象作出解释 ，也就是它可以确定光波的传播方向，而不能确定沿不同方向传播的振动的振幅。直到后来，菲涅耳对惠更斯的光学理论作了发展和补充，创立了“惠更斯--菲涅耳原理”，才较好地解释了衍射现象，完成了光的波动说的全部理论。但是由于不能很好的解释衍射效应，不久牛顿提出了光微粒说，由于当时牛顿的学术地位，人们普遍认为光具有粒子性。

光的粒子性

著名物理学家牛顿在《光学》一书中较为全面的阐述了光的特性，光具有粒子性，1655年，牛顿通过三棱镜将光分解出来，在发现这些重要现象的同时，根据光的直线传播性，认为光是一种微粒流，微粒从光源飞出来，在均匀介质内遵从力学定律作等速直线运动，并且用这种观点对折射和反射现象作了解释。这可以合理解释光的直线传播和反射性质。但是，对于光的折射与衍射性质，牛顿的解释并不很令人满意，他遭遇到了较大的困难。直到十九世纪初衍射现象被发现，光的波动理论才重新得到承认。而光的波动性与粒子性的争论从未平息，直到诡异的光的双缝实验被验证。

双缝干涉实验

在双缝实验里，从光源传播出来的相干光束，照射在一块刻有两条狭缝的不透明挡板 。在挡板的后面，摆设了摄影胶卷或某种侦测屏 ，用来纪录到达的任何位置 的光束。最右边黑白相间的条纹，显示出光束在侦测屏的干涉图样。就是说已知光是粒子性的情况下显现出了光的波动性，这个诡异的实验也由此打开了量子力学的大门。具体实验是让一束光源通过双缝，然后再双缝后面的光屏上面观察到了干涉条纹，这是由于光具有波动行大家都知道，随后当人们一个一个发射光子或电子的时候最终仍然在光屏上出现了明暗相间的条纹，这令科学家大吃一惊。

图注：双缝实验示意图

图注：单个电子双缝实验

光具有波粒二象性

图注：关于光为什么显现出两种性质图解

光具有波粒二象性，在托马斯杨的双缝实验后，普朗克的的黑体辐射定律，以及爱因斯坦的光电效应也都给出了明确的解释。但我们仍然没有完全洞察到光为何会展现出这种性质，我们不得而知，必定还有更多的秘密等待着我们去发现。

我是罗辑说，保持好奇心，与你分享更多有趣知识，欢迎留言讨论！

罗辑说

光具有波粒二象性。粒子是光存在的物质基础，波是光这种物质的运动方式。

不仅仅光具有波粒二象性，而是任何物质都有波粒二象性，只不过微观粒子更显示波的性质（即运动性），而宏观物质更显示物质粒子性（即形态性）。

物质的运动性，即波动性，是物质的能量体现，而物质的形态性（即粒子性），顾名思义。

请问一下，一公斤光（从光具有动态质量、受引力影响上讲）与一公斤普通物质（比如水），二者所包含的能量谁大？按照爱因斯坦质能方程E=mcc，知道它们所包含的能量是一样的。我们知道，水有热能，当这种热能高于体温时我们就能感觉到的；当太阳光射到我们的身上时，我们也同样感到热能的存在。但是，几束光线相当的质量与一公斤四、五十度水的质量有天壤差别，但是，人们感到它们的热度却差不多，为什么呢？这就牵扯到了能量释放的问题。我们知道，光在按照它固有的速度——光速运动时，其动能为二分之一mvv，而v=c,所以光的动能（即释放能）是蕴含的一半。又由于一般物体达不到光速，所以光的释放能最大，而核爆炸的能量、分子间的结合能（如水的热能）都远远小于蕴含能量的一半的，因此不仅我们普通人，就是一些科学家也直接把光看成能量本身，而不是物质了。光释放能量的最大，说明它的波动性最强，而一般物体，就是接近绝对温度时（但不能达到这个值），也有电磁波释放的（光也是电磁波），也会有中微子释放的，就是说它也有波动性的。相反，光的释放能就是最大，即波动性最强，还是有一半蕴含能存在且显示物质的粒子性、形态性的。（首）

惠舒旅社老板

我们说一个东西是（经典的）粒子，其实是它有确定的位置和速度（动量），但是光没有，所以不是；

我们说一个东西是（经典的）波，是指它是连续的，光有量子型，也不是；

所以，光既不是粒子也不是波。

但是，光能量是一份一份的，很像粒子；

但是，光能干涉能衍射，很像波；

所以，光既像粒子又像波。

光是什么？

光就是光

这样说能明白吗？我们了解了光的所有属性，那他到底“是”什么已经不重要了，他是一个新的概念，不能用旧的概念“粒子”或“波”来套用

看来我好想说了一些不明不白的话啊……其实本意是卖弄一下我那基本没有的文艺细胞，结果颓了……

有同学表示粒子不必“有确定的位置和速度”，这个必须要说说了。

首先，“波粒二象性”里面的波和粒子，都是指经典的粒子，是人们想把经典概念直接推广的结果；如果直接说（量子的）粒子有（量子的）波（量子的）粒二象性，这个就比较奇怪了……

然后，经典的粒子，运动需要有位置和速度来确定，所以每时每刻都要有确定的位置和速度，否则以这个时刻为初始时刻，运动方程是没有初始条件的，也就谈不上确定解。

最后，经典的波是连续的，这个我想应该没什么疑问，正是由于连续性不能解释光电效应，我们才有了探索新理论的动力。

然后，量子力学入门之后，我们一般是不用“波粒二象性”的说法的，因为它是用两个经典概念去套一个全新的概念，并不十分全面，只是对经典力学到量子力学思维的过度有少量的帮助。在量子力学中，我们普遍地使用“态”和“本征值”的概念。与其说纠结“波粒二象性”，不如理解一下“态”这个概念比较好。

若干年之前，我还纠结过如何将“态”的概念推广到经典力学……有时间的话分享给大家……不过没什么意思就是了……

NASA每日一图

“光具有波粒二项性,爱因斯坦于1905年提出光量子说来解释该实验.即认为光是一束束以光速运动的粒子流,每一个光粒子都携带着一份能量.光量子说受到普朗克量子说的很大影响.普朗克在解释黑体辐射问题时认为光在发射和吸收过程中具有粒子性.爱因斯坦则进一步认为光在传播过程中也具有粒子性. 光一方面具有波动的性质,如干涉、偏振等；另一方面又具有粒子的性质,如光电效应等.这两方面的综合说明光不是单纯的波,也不是单纯的粒子,而是具有波粒二象性的物质.这是认识上的不断加深而得到的结论.应该注意这也还不是最后的答案.对于光的本性,虽然经过这么多年的探索,我们所知道的也的确是太少了.光到底是什么?是在某一时刻表现为粒子,而在另一时刻表现为波?还是完全不同于我们现在所知的某种物质?这些问题也是当今的科学家们在苦苦思索的问题.”

探索者Explorer

光有衍射和折射，确实是波的属性；但光参与光电作用却确凿的证明光是粒子，它既似波又似粒子，我们就叫这做“波粒二象性”。

其实不只光，任何亚原子粒子，不论质子、中子、电子等等，在运动中都是既像波又像粒子，这些粒子在精密设计的实验中都能发生折射和衍射，而并非直线运动。

光有能量，当然也有质量，这是学物理的人都知道的。你面前的显示器照着你，因为光有质量，你会被这些光产生的压力压迫(光压)，只不过它极其微小，你毫无知觉。

物体发光本来就会损失能量，等价于损失质量，这些能量(质量)被光带走了，如果加上这些光的质量，则完全符合质量守恒定律(其实也是能量守恒定律)。

成成的快乐生活

光，是波还是粒子，又或者光即是粒子又是波，这个问题一直存在争议。

实际上，光既不是粒子也不是波，这些只是它具有的性质。

關鍵字: 科学 牛顿 问题