烏文俊

光的本質，一直爭論了幾個世紀，

在物理學史上留下了非常精彩的篇章。從牛頓的微粒說，惠更斯的波動說，兩派戰鬥了幾百年，中間更有勝負；到了19世紀，菲涅爾，托馬斯楊等驗證了光的干涉，衍射等性質，波動說佔了上風，隨著麥克斯韋的電磁波理論出現，人們理解了光是一種電磁波。

愛因斯坦光量子理論，光的波粒二象性

1905年，愛因斯坦提出了光量子理論，並以此解釋了困擾人們多年的光電效應現象，在光電效應裡，光的粒子性得到了驗證，光是攜帶能量為E=hv的微粒，和金屬中的電子發生作用，把能量全部轉移給電子。 愛因斯坦後來指出，光是波粒二象性，在轉移能量時會表現出來粒子的性質，而在它的傳播過程中體現的是波動性。

愛因斯坦以光量子理論及其對光電效應的解釋，獲得1921年的諾貝爾物理學獎，

對，不是相對論獲獎，因為那時驗證相對論的實驗還沒有完成，而光量子理論已經被多個實驗所證實，最出名的就是密立根光電效應實驗（獲得1923年諾貝爾物理學獎），和康普頓散射實驗（獲得1927年諾貝爾物理學獎）。

如今的各種光電器件，光纖通信，我們能夠上網和各種通信，都是依賴於愛因斯坦的光量子理論貢獻。

光量子的思想卻在繼續發酵，引出了後續量子力學發展

愛因斯坦是量子論的先驅，法國的德布羅意在愛因斯坦的光量子的啟示下，更是驚人的想象力提出一切微觀粒子都是波粒二象性，提出了物質波理論。而薛定諤為了尋找物質波的波函數提出了薛定諤方程，海森堡等提出矩陣力學和不確定關係，玻恩提出了波函數的概率統計，以上形成了整個量子力學的發展基礎。

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前沿物理新理論：定義了最小粒子和光本質論述

來自最新前沿物理的消息，對於自然界的最小粒子和光的本質有了新的認識和定義，這一理論認為：

光是無數的單個光粒子構成的，光的單個粒子在自然界有三種狀態形式：

第一種狀態形式：處於光速振動態，叫動態光粒子，它具有光速動能，存在於光源裡，即輻射源。

第二種狀態形式：具有保持繞一核心自轉和週轉狀態的運動形式，且自轉和週轉動能之和等於光速動能，叫磁粒子，普遍存在於磁場內和構成所有粒子或物體，是粒子和物體構成的基本單位。

第三種狀態形式：處於靜止狀態，沒有能量，充斥於宇宙粒子的所有空隙。

光的三種形式

這一理論強調認為：靜態光粒子就是光的傳播介質，沒有介質的波不合符物理規律，沒有介質的波是不可能存在和傳播，現代物理否定光的介質和“以太”學說，是導致光本質認識陷於誤區，也是量子物理神秘而不可解讀的重要原因。

這一新理論認為：

光的三種形態的單個粒子，質量是相等的，但能量是不相同的。

以下：E0為光的單個粒子的能量，m0是質量，V1為磁粒子的自轉速度，V2為週轉速度，C為光速，有能量式：

震動態光粒子的能量式：E0=1/2m0C^2 (1)

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

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

靜態光粒子是沒有能量的，處於完全靜止狀態。但能攫取也只能攫取所有等於光速動能的能量，讓自身轉變為具有光速動能的震動態光粒子。

這一新理論進一步確認；

光的單個粒子就是宇宙最小質量和能量不可分割的單位。

構成粒子或磁場的磁粒子在一般情況下，處於基態形式，由於自轉和週轉的動能和等於光速動能，所以充斥於空間的靜態光粒子不能攫取磁粒子的能量，所以磁粒子基態形式是穩定態。

但當磁場或粒子獲取能量後，磁粒子的能量就會變成激態形式，即自轉和週轉的動能和就變為了2倍光速動能，也就是說，磁粒子的自轉和週轉速度都等於了光速。

此時，充斥於空間的靜態光粒子就能迅速攫取磁粒子的光速動能，使得物體或磁場周圍的靜態光粒子被轉化為震動態光粒子，現象上是震動態光粒子聚集於磁場或物體周圍，即形成了光源，或者說輻射源。

所以，光源形成的本質是：激態形式的磁粒子釋放了一半能量激活了周圍的靜態光粒子，使其轉變為震動態光粒子，自身重新回到基態形式，並保持穩定狀態的過程。

磁粒子的這一特性，使得磁粒子具有良好的穩定性，因此成為粒子的最小的結構單位，構成了相對穩定的物體和磁場，磁粒子的自轉和週轉的動能和等於光速的特性，也是磁場和粒子內能的貯藏形式和能量來源，同時是解說愛因斯坦的質能方程起源和本質的基本原理。

這一新理論認為：

光的這三種形式會不斷互化，實現能量的釋放和傳遞，是光速極限原理的本質。

光的三種形式的常態性互化，使得光粒子成為能量傳播最重要的介質，從而產生光的各種物理現象和形成光的本質特徵。

光的傳播就是光源的震動態光粒子與充斥空間的光的靜態光粒子不斷互化的光源位移，而不是光粒子在空間方向的直線位移，一切物體浸沒在以靜態光粒子為實質的大海里，它能攫取也只能攫取等於光速的動能，從而形成光的能量波，向外不斷的傳遞和釋放能量，使得自然界的物體和粒子速度都無法超越光速，這就是光速的極限原理。

由於光波的光源和介質都是光的單個粒子本身，所以在光波路徑上的任意一點，都表現出光的波性和粒子屬性，這就是光的波粒二像性。

這一新理論進一步確認：

光的單粒子具有確定的質量和能量值，而且是不可分割的最小值，是宇宙能量和質量的最小結構單位。

在光波的形成中，單個動態光粒子與靜態光粒子的每一次身份互換，都實現一次能量的整體轉嫁，同時發生輻射源的光速位移，每一個光粒子的互換就是一個波的週期變化，光波的本質是光的震動態粒子與充斥空間的靜態光粒子的能量傳遞。

如果一束質量為m的光波束，含有單個光粒子的數目為n，顯然，以秒為單位的光速，表明每一個光的震動態粒子與靜態光粒子的互換就是就是一次能量交換，也是一個週期頻率，所以，光的內能量只與光的單個光粒子的數目有關，光的頻率v和光束中的單個動態光粒子的個數n，存在數值上的對等關係，注意：只是數值上的對等關係，不是物理量與單位的對等關係，即n與v的數值是相等的，因為光波的能量與光速有方程式：

E=1/2mC^2=hv （4）（C是光速，h是普朗克常數，）

由於m=nm0，（4）的方程式可以轉化為單個光粒子的波的能量方程：

E0=1/2nm0C^2=hv （5），因為n與v的數值對等關係，所以有：

E0=1/2m0C^2=h （6）（注意，此時h的數值是普朗克常數值，單位是焦耳，看上面分析）

此時，將光的真空速度和普朗克常數值代入，即可得到單個光粒子的質量和能量的近似值：

m0=2h/C^2=1.48×10^-50kg （7）

E0＝6.626×10^-34J （8）

因此，所有物質的質量和能量的這個數值的整數倍，質量和能量的變化和交換也以這個最小值為單位的整數倍變化。

華龍新觀點

光的本質是什麼；簡單的說，光的本質是磁場的正負磁電電粒子帶著物體運動產生的熱能外放。火光是人們在日常生活中常見的事！火光是怎樣形成的？人類的祖先最初不知什麼是火，更不懂火是從那裡來的。在先前自然雷電因發森林火災一次次燒死大量林中的各種動物後，人類的先祖才知道火燒熟的死體更好吃。曼曼的他們學會了轉木取火用火。火才的火頭生火同樣是靠火約和沙紙的磨擦生電起火的。也可以說火光沒有正負電能的碰撞引爆，生不成火。星雲星體在空間只要有運動就會和氣體和自身的星雲星體碰撞中一磨擦生熱生磁電。物體的運動和氣流產生正負磁場，就會在轉動和氣流中形成正負電粒子的磁電爆。太陽的日冕超高溫大氣層是正負磁電爆引發的。地球大氣層中離地200一500公里左右的高溫層，同樣是地球磁場的正負電磁爆引起的。星際星系的一切發光體，沒有正負磁場的電粒子電磁爆，它們沒法發光。太陽中心的星雲物質運動，沒有磁場的正負電磁爆一切核炬變裂變同樣核爆不成。常見的電燈發光，離開了正負電的連結髮不成光。

辰悟1

光是我們日常生活中最為常見的現象，同時又是我們宇宙中最為奇特的現象，因而其也是最為神秘的現象。光是我們理解客觀世界的一把鑰匙，理解了光就等於認識了我們的宇宙。

要想知道光的本質，首先需要我們瞭解光所具有的特性。

第一個特性，光的速度最大，而且是一個與其能量無關的常數。

第二個特性，光具有波粒二象性，說明光既受到空間的影響，又具有相對獨立的粒子性。

第三個特性，普朗克常數h是光子的角動量，具有不可再分性，所以光子的質量和體積都是大於零的，而且是宇宙中不可再分的最小粒子。

第四個特性，根據光電效應，電子獲得電能由基態上升到激發態；之後，電子通過激發空間量子，將其所獲得的能量傳遞給量子空間。於是，電子由激發態躍遷回基態，而空間量子受到激發後，由原來的基態量子激發為光子。由此說明，光子也是量子，是受到激發的量子，屬於能量的範疇。

第五個特性，光子會受到量子空間的影響而使其路徑彎曲，使其在逃離物質時將其部分能量轉移給量子空間。

第六個特性，光子相撞可以產生正負電子對，由能量變為質量。

於是，我們獲得了一個有機的量子宇宙觀：

離散的基態原子構成空間，受到激發的量子成為光子屬於能量的範疇，由高能量子組成的封閉體系就是物質。

於是，光速的不變性是由於光子的質量太小，主要以勢能的形式增減其能量。

於是，光子的波動性是由於光子的半徑遠小於空間量子的間距，受到空間量子的不對稱碰撞💥造成的。

於是，光子作為粒子也能夠感受到量子空間的不對稱分佈（碰撞），從而使其行為和狀態受到影響。

由此，我們知道，光的本質是宇宙中不可再分的最小粒子——量子，確切地說是受到激發的量子。光子的奇怪特性僅只是由於光子的質量和半徑都遠小於作為封閉體系的基本粒子（電子或質子）的緣故。

淡漠乾坤

光的本質到底是什麼？可能現在也沒人能說清，首先說光的波動性：最早是由麥克斯韋建立的波動方程組求出的，光速只取決於介質的介電常數和磁導率，愛因斯坦很敏銳地覺察到了光在任何慣性系統中測出的值應該是一樣的，因為根據麥克斯韋的方程，光速只與介質有關而與系統是否運動無關，比如我們在地球上向各個不同方向發射光束，測得的光速是一樣的，不會受地球自轉的影響、也不會受地球公轉的影響，由此，愛因斯坦又做了以下推測：在所有慣性系統中物理規律一致，這就是著名的相對的理論基礎，它來自愛因斯坦的兩個假設：光速不變和相對性原理。

至於光的粒子性，有個很直觀的實驗：在一個真空玻璃管內放置一個可以繞固定軸旋轉的葉片，將葉片的一面塗成黑色，當這面對著陽光時，它就吸收了光線，這是光的粒子性就顯示了出來：我們看到葉片在光照下會旋轉起來，原因是塗黑的面吸收了光子的動量而受到了推力，但是問題又來了：當白色面受光時，光子在白色面發生了反射，這時光的動量變化應該更大，葉片應該轉得更快，然而光又沒有質量，所以這種考慮又欠妥……

要是讓我來猜：我認為光就是波，根本不是粒子，只不過這種波既是橫波也是縱波，所以才表現出了波壓，所以它的能量只取決於頻率……

SYY2012

光是一種電磁波，所以它具有波長，而我們平常說的光，只是可見波長的電磁波，也就是可見光，從紅外波段到紫外波段，這一段內是我們可見的

長波電磁波能量較小，短波能量強，因此我們通常看到的可見光從紅黃到藍紫，第一感受就是溫度逐漸增加，就是因為從紅到紫波長能量逐漸增加

光也是一種粒子，它是由一種光子的粒子組成，它是傳遞四種相互作用力中電磁力的傳播子，也就是說物質間的電磁力是通過相互交換光子來傳遞

光子經過原子時，可以穿過，也可被原子吸收，當光子被原子內的電子吸收時，吸收能量的電子會從基態躍遷到高能態，不穩定能級，容易激發輻射。

就是當電子吸收能量處於激發態後，電子會躍遷到低能態，並釋放出兩能級差能量的光子，因此不同原子吸收光子與釋放光子能量不同，呈現出的光譜就不同，我們就可以根據這樣的光譜來知道是什麼原子，比如我們根據這樣的光譜就可知道太陽的元素構成、物質的元素構成等，這些也都是根據研究光來幫助我們理解宇宙的

窺探宇宙

光的本質是電磁波，是交替變化的電磁場，沒有質量，沒有慣性，在同一種傳播介質裡直線傳播，以光源為參照物光速保持不變。光是電磁波，具有一切波的共同性質。。。光具有反射，折射，衍射，偏振，共振干涉等波的現象。光波有波峰波谷，有頻率和波長。光源的運動能改變頻率，叫多普勒效應，也是光速不變的證據。光從光源產生後就獨立存在，保持光速不變，才能出現多普勒效應。如果一連串光波跟著光源運動，波的形態就不會改變，就不會出現多普勒效應。。。光是電磁波是連續的也是可分的，可分性用於信號傳輸，和發生光電效應，由於電磁波是交替變化的電磁場，又有共振現象更適合解釋光電現象。。。同一束光分開後，再合起來才能發生干涉現象，不同的兩束光不會發生干涉現象。為什麼呢？因為電磁波的產生是物質內部電子圓周運動形成的磁場劇烈振動產生的。光波的頻率有千萬種，不同的兩束光波頻率絕對相同的概率為0.所以不會發生干涉現象。隨便猜測。

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光的本質的問題，其實到現在還有人在做研究。包括早期的粒子說、波動說，到後來的波粒二象行，以及近期在Science上的研究，認為光子「亦波亦粒，非波非粒」，都在不斷的演進。

有的說法看起來很玄，實際上是因為自然語言的缺陷，只能說到這個地步。要準確的理解，則需要學習數學工具。

不過對於光的理解，有一些共識，基本上沒有什麼問題。

比如光是電磁波。

根據麥克斯韋方程組去解波動方程，你會得到一個電磁波的傳播速度。而這個速度恰恰就是光速。

而且這個速度是與參考系無關的。麥克斯韋在建立麥克斯韋方程組的時候，似乎並沒有考慮參考系的問題，但其「與參考系無關的速度」，恰恰引發了相對論「光速不變」的基本假設。

還有就是光具有波的屬性，也具有粒子的屬性。這在數學上看，實際上是因為大部分光的光譜是不純的，不純的光譜會產生局域化的波包。

章彥博