光子论的光的本质究竟是什么?

如题所述

光的本质是光学理论的关键所在,如果对光的本质认识错误,这样的光学理论不但不能成立,它必将对光学理论乃至现代物理学产生负作用,因此,光学急需建立新的关于光的本质的理论。
由以上讨论知,光的电磁理论是不能成立的,光不是电磁波。光的“波、粒”说也是不能成立的,光也不可能既是电磁波、又是光子。那么,光的本质究竟是什么?光学急需建立新的关于光的本质的理论。新的光学理论是什么?答案已明显地摆在人们面前,那就是光的微粒说。从光学理论的发展过程简图看出,光学理论的发展过程中,曾有过光的微粒说(牛顿微粒说和爱因斯坦的光子说)、波动说(以太波动说和电磁波动说)和“波、粒”说三种学说。由以上讨论知,光的波动说(以太波动说和电磁波动说)和“波、粒”说都是不能成立的。所以,光的微粒说便成了关于光的本质的唯一正确的光学理论。光的微粒说是在光学实践中产生的,并得到黑体辐射、线状光谱、光电效应等多种实验的证实,所以,光的微粒说是应当成立的。不过这里所说的微粒是光子,微粒说应称光子说。光子说和光的“波、粒”说是有本质区别的,下面将两种学说进行比较便知。 1、光子说中的光子是实物粒子,具有静止质量,可常期存在,光子存在于物质和原子之中(这将在下下文中说明)。粒子性是光子表现出来的性质。光子由光电效应、康普顿效应等多种实验所证实。
2、光的“波、粒”说中的粒子也应是光子,但在对该学说的描述时从未出现过光是光子的提法。在首肯光是电磁波后,只是提到光的粒子性,而且在对光的粒子性的解释时,认为粒子性是电磁辐射的不连续分布。在光的“波、粒”说中光子没有静止质量,只能在运动过程中“瞬时”(那怕可存在几亿年)存在,理论家们没有给光子一个栖身之地, 光子的实物粒子地位没有得到明确的肯定。
光的“波、粒”说认为光是电磁波。电磁波是麦克斯韦“设想”“推断”出来的;赫兹的实验不能证明光是电磁波;电磁波方程表示的波因电场和磁场没有转化是不能产生的,也是不能传播的。光的“波、粒”说中的波是不存在的。光的“波、粒”说不能成立 1、对光电效应、康普顿效应等现象的解释:
(1).光子说认为,光的本质是光子, 光子说能够解释光电效应、康普顿效应等现象。
(2). 光的“波、粒”说只能用粒子性(光子) 解释光电效应、康普顿效应等现象, 用电磁波不能解释光电效应、康普顿效应等现象。
2. 对原子线状光谱的解释:
(1). 光子说能够解释原子的线状光谱。
(2). 光的“波、粒”说只能用粒子性(光子) 解释原子的线状光谱, 用电磁波不能解释原子的线状光谱。
3. 对光的干涉、衍射现象的解释:
(1). 光子说(在物质表面引入一个“介面”)能够解释光的干涉、衍射现象, 这已由极弱光(单个光子)的干涉﹑衍射实验所证实。
(2). 光的“波、粒”说不能用粒子性(光子) 解释光的干涉、衍射现象, 用电磁波虽能解释光的干涉、衍射现象,但电磁理论对光的干涉、衍射现象的解释是不能成立的, 这已被极弱光(单个光子)的干涉﹑衍射实验所否定。光的“波、粒”说不能解释光的干涉、衍射现象。
4. 对光的反射、折射现象的解释:
(1). 光子说(在物质表面引入“介面”)后能够解释光的反射、折射现象。
(2). 光的“波、粒”说用粒子性(光子)不能解释光的反射、折射现象; 用电磁理论虽能解释光的反射、折射现象, 但电磁理论对光的反射、折射现象的解释不能成立。因为,根据现代物质结构理论, 物质由原子组成, 物质表面无论如何加工,其表面相对于光子和电磁波来说都是一座座山丘,因此, 光子和电磁波都是无法在一座座山丘的表面上进行有规则反射的。再者, 电磁理论在对光的反射、折射现象解释时,认为电磁波在界面上是“一分为二”的,这已由光在反射时表现出的偏振现象所否定。光的“波、粒”说不能解释光的反射、折射现象。
通过以上讨论可知,光子说的得出是合情合理的,能正确解释光所表现出来的各种现象如:光电效应、康普顿效应,光的干涉、衍射和现象。光的“波、粒”说中,光粒子的地位没有得到应有的肯定;电磁波的存在没有证据;又不能解释光的反射、折射和干涉、衍射现象,光的波动性和粒子性这一对立的矛盾并没有得到解决。所以说光的“波、粒”说和光的弹性“以太”波动理论、光的电磁理论一样,也是不能成立的。
现在,光学中唯一正确的理论就是光子说。到这里我们可以回答文章开始提出的问题,光的本质究竟是什么?我们有充分的理由回答:光的本质是光子,光子的运动产生了光,光束是一群光子流。

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第1个回答  2018-07-04
爱因斯坦的《光子论》是将光线分解成一个一个小小的粒子进行研究的。这是核心点。
我认为光的本质是 物体进行运动时向环境溢出的“能量”的一种表现形式,我们平时所定义的“光”为肉眼可见的、频率在固定范围内的。
既然,你问的是光的本质。偏重于自然学科哲学范围,和普通的物理学科有所差异,其差异在于物理学的全称是“自然哲学的数学原理”,而哲学重点描述质、量、度、不加入数学计算与模型,使用纯文字表述。
而且哲学是探究事物本质的学科,超越了一般现象。回答某一个问题往往,对各个方面都进行了深刻、深入、前面的思考才能较为客观的回答某一个问题。所以,你要让自己的思维打开,才能突破一般界限。
第2个回答  2021-01-09

我们一睁开眼就可以看到“光”,那么什么是光呢?“光”的组成本质和结构又是什么呢?希望本期的视频对您有所帮助!

第3个回答  2019-01-22
光不是普通电磁波,至多是特殊的电磁波。光由不连续的光子组成。
光子是一种基本粒子,是组成能量的基本单位。光子遵守粒子的测不准原理,形成几率波。
波粒二象性是先是粒子,再有运动形成几率波,非常好理解了。
普通电磁波只是交变电磁场的简单传播,与光有着本质的区别。
第4个回答  2018-02-07
从人类开始研究光到现在,还没有公认的正确答案,各种理论只是支持者或多或少而已。有兴趣可以看一下统一场论对光本质的解释,个人觉得很奇妙,很有意思,也比较靠谱。
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