03.04 光的本质是什么？

乌文俊

光的本质

麦克斯韦方程组推导出，光，是一种电磁波，是电场和磁场在空间中的交替波动，并以光速c=1/(ε0μ0)½在空间中传播。

光是电磁波，是有大小的，其大小就是半波长½λ。

光，不是粒子，不是一个一个的点。

光，不是同时具有波和粒子的特性，不是波粒二象性。

光电效应，金属中的电子吸收频率为ν，大小为½λ的波包的能量，而脱出金属的束缚。

如果把微观物质(包括光)当作是一个粒子看待，把它当作一个质点来研究，那么，就丢掉了最基本而最本质的信息；如果再对它进行归一化，那么，就再把量纲也给丢掉了。这样的结果只能是几率的，这就是哥本哈根学派的量子力学理论出现错误的根源。

请看下表，光和物质波的对比，这一对比，就建立了一个全新的量子力学理论来。

这个新理论，解释了现在所有不能解释的微观世界的奥秘。

此论文将于《科学》上发表！

袁灿伦

前沿物理新理论：定义了最小粒子和光本质论述

来自最新前沿物理的消息，对于自然界的最小粒子和光的本质有了新的认识和定义，这一理论认为：

光是无数的单个光粒子构成的，光的单个粒子在自然界有三种状态形式：

第一种状态形式：处于光速振动态，叫动态光粒子，它具有光速动能，存在于光源里，即辐射源。

第二种状态形式：具有保持绕一核心自转和周转状态的运动形式，且自转和周转动能之和等于光速动能，叫磁粒子，普遍存在于磁场内和构成所有粒子或物体，是粒子和物体构成的基本单位。

第三种状态形式：处于静止状态，没有能量，充斥于宇宙粒子的所有空隙。

光的三种形式

这一理论强调认为：静态光粒子就是光的传播介质，没有介质的波不合符物理规律，没有介质的波是不可能存在和传播，现代物理否定光的介质和“以太”学说，是导致光本质认识陷于误区，也是量子物理神秘而不可解读的重要原因。

这一新理论认为：

光的三种形态的单个粒子，质量是相等的，但能量是不相同的。

以下：E0为光的单个粒子的能量，m0是质量，V1为磁粒子的自转速度，V2为周转速度，C为光速，有能量式：

震动态光粒子的能量式：E0=1/2m0C^2 (1)

磁粒子基态能量式：E0=1/2m0(V1^2+V2^2)=1/2m0C^2 (2)

磁粒子激态能量式：Ej=1/2m0(V1^2+V2^2)=m0C^2 (3)

静态光粒子是没有能量的，处于完全静止状态。但能攫取也只能攫取所有等于光速动能的能量，让自身转变为具有光速动能的震动态光粒子。

这一新理论进一步确认；

光的单个粒子就是宇宙最小质量和能量不可分割的单位。

构成粒子或磁场的磁粒子在一般情况下，处于基态形式，由于自转和周转的动能和等于光速动能，所以充斥于空间的静态光粒子不能攫取磁粒子的能量，所以磁粒子基态形式是稳定态。

但当磁场或粒子获取能量后，磁粒子的能量就会变成激态形式，即自转和周转的动能和就变为了2倍光速动能，也就是说，磁粒子的自转和周转速度都等于了光速。

此时，充斥于空间的静态光粒子就能迅速攫取磁粒子的光速动能，使得物体或磁场周围的静态光粒子被转化为震动态光粒子，现象上是震动态光粒子聚集于磁场或物体周围，即形成了光源，或者说辐射源。

所以，光源形成的本质是：激态形式的磁粒子释放了一半能量激活了周围的静态光粒子，使其转变为震动态光粒子，自身重新回到基态形式，并保持稳定状态的过程。

磁粒子的这一特性，使得磁粒子具有良好的稳定性，因此成为粒子的最小的结构单位，构成了相对稳定的物体和磁场，磁粒子的自转和周转的动能和等于光速的特性，也是磁场和粒子内能的贮藏形式和能量来源，同时是解说爱因斯坦的质能方程起源和本质的基本原理。

这一新理论认为：

光的这三种形式会不断互化，实现能量的释放和传递，是光速极限原理的本质。

光的三种形式的常态性互化，使得光粒子成为能量传播最重要的介质，从而产生光的各种物理现象和形成光的本质特征。

光的传播就是光源的震动态光粒子与充斥空间的光的静态光粒子不断互化的光源位移，而不是光粒子在空间方向的直线位移，一切物体浸没在以静态光粒子为实质的大海里，它能攫取也只能攫取等于光速的动能，从而形成光的能量波，向外不断的传递和释放能量，使得自然界的物体和粒子速度都无法超越光速，这就是光速的极限原理。

由于光波的光源和介质都是光的单个粒子本身，所以在光波路径上的任意一点，都表现出光的波性和粒子属性，这就是光的波粒二像性。

这一新理论进一步确认：

光的单粒子具有确定的质量和能量值，而且是不可分割的最小值，是宇宙能量和质量的最小结构单位。

在光波的形成中，单个动态光粒子与静态光粒子的每一次身份互换，都实现一次能量的整体转嫁，同时发生辐射源的光速位移，每一个光粒子的互换就是一个波的周期变化，光波的本质是光的震动态粒子与充斥空间的静态光粒子的能量传递。

如果一束质量为m的光波束，含有单个光粒子的数目为n，显然，以秒为单位的光速，表明每一个光的震动态粒子与静态光粒子的互换就是就是一次能量交换，也是一个周期频率，所以，光的内能量只与光的单个光粒子的数目有关，光的频率v和光束中的单个动态光粒子的个数n，存在数值上的对等关系，注意：只是数值上的对等关系，不是物理量与单位的对等关系，即n与v的数值是相等的，因为光波的能量与光速有方程式：

E=1/2mC^2=hv （4）（C是光速，h是普朗克常数，）

由于m=nm0，（4）的方程式可以转化为单个光粒子的波的能量方程：

E0=1/2nm0C^2=hv （5），因为n与v的数值对等关系，所以有：

E0=1/2m0C^2=h （6）（注意，此时h的数值是普朗克常数值，单位是焦耳，看上面分析）

此时，将光的真空速度和普朗克常数值代入，即可得到单个光粒子的质量和能量的近似值：

m0=2h/C^2=1.48×10^-50kg （7）

E0＝6.626×10^-34J （8）

因此，所有物质的质量和能量的这个数值的整数倍，质量和能量的变化和交换也以这个最小值为单位的整数倍变化。

华龙新观点

光的本质是什么；简单的说，光的本质是磁场的正负磁电电粒子带着物体运动产生的热能外放。火光是人们在日常生活中常见的事！火光是怎样形成的？人类的祖先最初不知什么是火，更不懂火是从那里来的。在先前自然雷电因发森林火灾一次次烧死大量林中的各种动物后，人类的先祖才知道火烧熟的死体更好吃。曼曼的他们学会了转木取火用火。火才的火头生火同样是靠火约和沙纸的磨擦生电起火的。也可以说火光没有正负电能的碰撞引爆，生不成火。星云星体在空间只要有运动就会和气体和自身的星云星体碰撞中一磨擦生热生磁电。物体的运动和气流产生正负磁场，就会在转动和气流中形成正负电粒子的磁电爆。太阳的日冕超高温大气层是正负磁电爆引发的。地球大气层中离地200一500公里左右的高温层，同样是地球磁场的正负电磁爆引起的。星际星系的一切发光体，没有正负磁场的电粒子电磁爆，它们没法发光。太阳中心的星云物质运动，没有磁场的正负电磁爆一切核炬变裂变同样核爆不成。常见的电灯发光，离开了正负电的连结发不成光。

辰悟1

光是我们日常生活中最为常见的现象，同时又是我们宇宙中最为奇特的现象，因而其也是最为神秘的现象。光是我们理解客观世界的一把钥匙，理解了光就等于认识了我们的宇宙。

要想知道光的本质，首先需要我们了解光所具有的特性。

第一个特性，光的速度最大，而且是一个与其能量无关的常数。

第二个特性，光具有波粒二象性，说明光既受到空间的影响，又具有相对独立的粒子性。

第三个特性，普朗克常数h是光子的角动量，具有不可再分性，所以光子的质量和体积都是大于零的，而且是宇宙中不可再分的最小粒子。

第四个特性，根据光电效应，电子获得电能由基态上升到激发态；之后，电子通过激发空间量子，将其所获得的能量传递给量子空间。于是，电子由激发态跃迁回基态，而空间量子受到激发后，由原来的基态量子激发为光子。由此说明，光子也是量子，是受到激发的量子，属于能量的范畴。

第五个特性，光子会受到量子空间的影响而使其路径弯曲，使其在逃离物质时将其部分能量转移给量子空间。

第六个特性，光子相撞可以产生正负电子对，由能量变为质量。

于是，我们获得了一个有机的量子宇宙观：

离散的基态原子构成空间，受到激发的量子成为光子属于能量的范畴，由高能量子组成的封闭体系就是物质。

于是，光速的不变性是由于光子的质量太小，主要以势能的形式增减其能量。

于是，光子的波动性是由于光子的半径远小于空间量子的间距，受到空间量子的不对称碰撞💥造成的。

于是，光子作为粒子也能够感受到量子空间的不对称分布（碰撞），从而使其行为和状态受到影响。

由此，我们知道，光的本质是宇宙中不可再分的最小粒子——量子，确切地说是受到激发的量子。光子的奇怪特性仅只是由于光子的质量和半径都远小于作为封闭体系的基本粒子（电子或质子）的缘故。

淡漠乾坤

光的本质到底是什么？可能现在也没人能说清，首先说光的波动性：最早是由麦克斯韦建立的波动方程组求出的，光速只取决于介质的介电常数和磁导率，爱因斯坦很敏锐地觉察到了光在任何惯性系统中测出的值应该是一样的，因为根据麦克斯韦的方程，光速只与介质有关而与系统是否运动无关，比如我们在地球上向各个不同方向发射光束，测得的光速是一样的，不会受地球自转的影响、也不会受地球公转的影响，由此，爱因斯坦又做了以下推测：在所有惯性系统中物理规律一致，这就是著名的相对的理论基础，它来自爱因斯坦的两个假设：光速不变和相对性原理。

至于光的粒子性，有个很直观的实验：在一个真空玻璃管内放置一个可以绕固定轴旋转的叶片，将叶片的一面涂成黑色，当这面对着阳光时，它就吸收了光线，这是光的粒子性就显示了出来：我们看到叶片在光照下会旋转起来，原因是涂黑的面吸收了光子的动量而受到了推力，但是问题又来了：当白色面受光时，光子在白色面发生了反射，这时光的动量变化应该更大，叶片应该转得更快，然而光又没有质量，所以这种考虑又欠妥……

要是让我来猜：我认为光就是波，根本不是粒子，只不过这种波既是横波也是纵波，所以才表现出了波压，所以它的能量只取决于频率……

SYY2012

光是一种电磁波，所以它具有波长，而我们平常说的光，只是可见波长的电磁波，也就是可见光，从红外波段到紫外波段，这一段内是我们可见的

长波电磁波能量较小，短波能量强，因此我们通常看到的可见光从红黄到蓝紫，第一感受就是温度逐渐增加，就是因为从红到紫波长能量逐渐增加

光也是一种粒子，它是由一种光子的粒子组成，它是传递四种相互作用力中电磁力的传播子，也就是说物质间的电磁力是通过相互交换光子来传递

光子经过原子时，可以穿过，也可被原子吸收，当光子被原子内的电子吸收时，吸收能量的电子会从基态跃迁到高能态，不稳定能级，容易激发辐射。

就是当电子吸收能量处于激发态后，电子会跃迁到低能态，并释放出两能级差能量的光子，因此不同原子吸收光子与释放光子能量不同，呈现出的光谱就不同，我们就可以根据这样的光谱来知道是什么原子，比如我们根据这样的光谱就可知道太阳的元素构成、物质的元素构成等，这些也都是根据研究光来帮助我们理解宇宙的

窥探宇宙

光的本质是电磁波，是交替变化的电磁场，没有质量，没有惯性，在同一种传播介质里直线传播，以光源为参照物光速保持不变。光是电磁波，具有一切波的共同性质。。。光具有反射，折射，衍射，偏振，共振干涉等波的现象。光波有波峰波谷，有频率和波长。光源的运动能改变频率，叫多普勒效应，也是光速不变的证据。光从光源产生后就独立存在，保持光速不变，才能出现多普勒效应。如果一连串光波跟着光源运动，波的形态就不会改变，就不会出现多普勒效应。。。光是电磁波是连续的也是可分的，可分性用于信号传输，和发生光电效应，由于电磁波是交替变化的电磁场，又有共振现象更适合解释光电现象。。。同一束光分开后，再合起来才能发生干涉现象，不同的两束光不会发生干涉现象。为什么呢？因为电磁波的产生是物质内部电子圆周运动形成的磁场剧烈振动产生的。光波的频率有千万种，不同的两束光波频率绝对相同的概率为0.所以不会发生干涉现象。随便猜测。

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光的本质的问题，其实到现在还有人在做研究。包括早期的粒子说、波动说，到后来的波粒二象行，以及近期在Science上的研究，认为光子「亦波亦粒，非波非粒」，都在不断的演进。

有的说法看起来很玄，实际上是因为自然语言的缺陷，只能说到这个地步。要准确的理解，则需要学习数学工具。

不过对于光的理解，有一些共识，基本上没有什么问题。

比如光是电磁波。

根据麦克斯韦方程组去解波动方程，你会得到一个电磁波的传播速度。而这个速度恰恰就是光速。

而且这个速度是与参考系无关的。麦克斯韦在建立麦克斯韦方程组的时候，似乎并没有考虑参考系的问题，但其「与参考系无关的速度」，恰恰引发了相对论「光速不变」的基本假设。

还有就是光具有波的属性，也具有粒子的属性。这在数学上看，实际上是因为大部分光的光谱是不纯的，不纯的光谱会产生局域化的波包。

章彦博