光子,光子是什么意思？

光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子（如电子和夸克）相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的波那样可以传递任意值的能量，光子只能传递量子化的能量。对可见光而言，单个光子携带的能量约为4×10
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焦耳，这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子，从而引起视觉。除能量以外，光子还具有动量和偏振态，不过由于有量子力学定律的制约，单个光子没有确定的动量或偏振态，而只存在测量其位置、动量或偏振时得到对应本征值的几率。

光子的概念是爱因斯坦在1905年至1917年间提出的，当时被普遍接受的关于光是电磁波的经典电磁理论无法解释光电效应等实验现象。相对于当时的其他半经典理论在麦克斯韦方程的框架下将物质吸收和发射光的能量量子化，爱因斯坦首先提出光本身就是量子化的，这种光量子（英文light
quantum，德文das
Lichtquant）被称作光子。这一概念的形成带动了实验和理论物理学在多个领域的巨大进展，例如激光、玻色-爱因斯坦凝聚、量子场论、量子力学的统计诠释、量子光学和量子计算等。根据粒子物理的标准模型，光子是所有电场和磁场的产生原因，而它们本身的存在，则是满足物理定律在时空内每一点具有特定对称性要求的结果。光子的内秉属性，例如质量、电荷、自旋等，则是由规范对称性所决定的。

光子的概念也应用到物理学外的其他领域当中，如光化学、双光子激发显微技术，以及分子间距的测量等。在当代相关研究中，光子是研究量子计算机的基本元素，也在复杂的光通信技术，例如量子密码学等领域有重要的研究价值。

一个光子就是指一个体积很小的物理粒子。光子内场的包络圆构成一个圆球面，其它光子或粒子很难到达这个包络球的内部，这个包络球体称作光子的粒子体，简称光子体（光子中基本粒子构成的管状体称作光子的本体），相应将这个包络球面称作光子的表面、包络球的半径r0称作光子的半径。 光子不同于电子，它属于玻色子，不荷电，不存在电磁串扰，没有静止质量，能在自由空间传播，速度等于光速。光子比电子具有更大的信息容量和速率。 一个光子能量的多少正比于光波的频率大小， 频率越高, 能量越高。当一个光子被原子吸收时，就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的原子就从基态变成了激发态。 扩展资料： 光子的特点： 作为信息载体，光比电的信息容量要高出3—4个量级（一般可见光的频率为5×1014赫，而处于微波段的电磁波频率仅为1010赫量级），光子具有极快的响应能力。 电子脉冲宽度一般在纳秒量级，其传输速率限定在吉比特/秒量级；而光脉冲宽度可到皮秒、飞秒甚至阿秒的量级。所以，用光子作为信息载体，传输速率可达几个吉比特每秒，甚至几十个太比特每秒都是可能的。 光子具有超强的并行性和互连能力。电子带电荷，相互之间存在库仑作用力，使得电子彼此间无法交连。而光子无电荷，具有良好的空间相容性和并行性。 此外，光在时间和空间上的特性，可形成反演相位共轭波，在波前畸变校正和自适应控制等信息处理领域有独特的应用；光的干涉、衍射、偏振和双折射、光折变效应等，也产生一系列新的应用。 参考资料来源：百度百科-光子结构 参考资料来源：百度百科-光子 参考资料来源：百度百科-光子学

光子是光的粒子，是在光传播中的一种存在状态。而光子带是光传播时形成的光带，它是一种能量状态。而作为没有能源的能量状态，到目前还没有“实在的”发现。 由于它是一种能量波传输状态因此它不同于实物粒子，不可能构成什么“独立存在”的光子带。光线从光源向四面八方发出后，永不停息地以光速在运动着，直到遇到别的实物粒子相互作用，如吸收折返射等为止。它们在局部宇宙区域弯曲形成什么光子带的可能性不大。 如果光子带是对光线的描述，则要形成按照网络中对光子带的描述“光子带是甜甜圈形”的这一形态是不可能的。我们知道强引力场可以弯曲光线，而要达到完全成“甜甜圈形”则除了黑洞没什么其他星体可以做到。而要达到像整个银河系那么大的“圈”，则此黑洞一定巨大无比了，起码有银核那么大了。那我们还会存在吗？我们世界的物质组成可是一般的物质粒子，速度与光比可是慢之又慢，因此将更容易落入引力陷阱。我们早在进入光子带前就随银河系一起毁灭了。

原始称呼是光量子（light
quantum），电磁辐射的量子，传递电磁相互作用的规范粒子，记为γ。其静质量为零，不带荷电，其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，ε=hv，在真空中以光速c运行，其自旋为1，是玻色子。早在1900年，m.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设，物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的，一份一份的，每一份的能量为hv；1905年a.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性，爱因斯坦称之为光量子；1923年a.h.康普顿成功地用光量子概念解释了x光被物质散射时波长变化的康普顿效应，从而光量子概念被广泛接受和应用，1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后，确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用，正反带电粒子对可湮没转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。
光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关,
波长越短,
能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。

光子(又叫光量子)是一种静止质量为零的粒子j具有能量和动量。它的能量表示式为E=hυ(υ为频率，h为普朗克恒量)，动量表示式为p=E／c(c为光速)。

(2)说明

光子说的实验基础是

a．黑体辐射；

b．光电效应；

c．康普顿效应。

根据这些实验提出光子说，即电磁辐射的发射和吸收是不连续的，它们是一份一份地进行的。每一份能量叫做一个能量子(或光量子、光子)。在空间传播的光(即电磁辐射)也是由光子组成。每个光子所具有的能量E和它的频率”成正比，即E=hυ，比例常数万是一个普适恒量，叫做普朗克恒量(或普朗克常数)。由于υ=c/λ(λ为波长)，光子的动量p=E／c=hυ／c=h/λ。
光速是光子运动的传播速度,

关于光的产生
最经典的理论就是原子能量跃迁发射光子的理论。这样的理论认为原子从能量场或者受到能量物质的撞击中获得能量后其电子能级（运行轨道）就会产生从低能级（轨道）向高能级（轨道）的跃迁，并吸收能量。同理当其电子因为激发作用从高能级向低能级跃迁时就会发射出光子释放能量。光就是原子从高能级向低能级跃迁时辐射的具有能量的“光物质--光子”。如： “当原子从一能量较高的定态向能量较低的定态跃迁时，将以光的形式发射出一个光子，而原子从能量较低的定态向能量较高的定态跃迁时，必吸收一个具有一定能量的光子，此发射与吸收的光子的能拷晕?hv=Em-En.....” 这样的理论有大量的计算公式证实了原子在发光过程中的能量交换现象。并被认为比较“圆满”地解释了发光的原理。

然而，精灵总觉得这跃迁的道理好像还没有讲完：

* 能量跃迁是电子运行轨道的变化不是吗？是因为原子吸收了能量（注意不是吸收物质）从而使电子从离核较远的轨道跃迁至离核较近的轨道。这样的状态改变，不是物质的增加，只是能量的增加，是物质能量的增加造成了物质结构的变化。但是，为什么当这样的过程被倒运行，即电子从高能级向低能级跃迁时，除了轨道的还原外，却还辐射了“光物质”--光子来，而不是之前所增加的能量呢？这样，原来的原子因为“缺失了”“光物质”还可能是原来的原子吗？况且，光子是不断地被发射出来的，这样，电灯之类的发光物体岂还能继续完好地存在？如果说，电至发光现象是电子变成了光子，也就是说电子流经发光物质时转换成了光子。那么，电源物质的电子也必然会缺失，那么，像发电机这样的电源。金属铜线中缺失的电子又从哪里得到补充。现有的发电机理由如何解释？

* 大家知道光是电磁波，上述光子的辐射如何体现波的性质呢？光的频率应该是光子的飞行速度还是光子的自旋速度呢？或者是来回跃迁的频率呢？再获者是与多光子运动时形成的“波浪”前行的速率呢？也许就只能求助“函数统计”或者“统计函数”这一人为的高招了。然而，这“函数统计”或者“统计函数”又是怎样的情形呢？它真实地体现了，或者它就是物质运动的实际吗？这里面的奥秘可能就不是像精灵这样的普通人所能理解的了。

* 轨道跃迁应该是原子核和电子能量同时增加的结果。即，应该是原子能量的总体增加。电子的轨道改变了，这是能量作用的结果，这可以理解。而相应的原子核呢？其能量增加的状态时什么呢？是物质的增加还是转速的增加呢？（物质的增加，我们没有发现，自转加快却是可以证实。）

电子轨道跃迁是发光机理中的一个已经被证实了的现象。

因此，我们能否这样联想： 电能，电磁能，或其他的能量使电子轨道跃迁。 跃迁就是电子轨道向核靠近，原子体积缩小，核的自传速度加快，从而使原子的自传加快的现象。原子的自传加快就是原子周围的磁场周期性变化加快，也即频率加快；如果这个加快的频率达到了光的波段。光的能量通过物质的旋转运动传导到了我们的眼睛里。

好！这样，光不就产生了吗？ 光的能量性质，光的脉冲现象，光的频率，光的波长，光的能量转换，光的物质运动形态，光的波粒两相性等等不都一一迎刃而解了吗？ 这样，磁、电、光（电磁波）之间的内在的能量转换联系不也就清晰起来了吗？

仅仅是因为加入了旋转的因素啊。现有的光的波理论，光的粒子理论恰恰都忽略了“旋转”这一物质最普遍，最基本的运动形态。没有将旋转因素纳入光的两相性的阐释。

是啊，多么圆满的结局。但，别高兴得太早。 这样的结果，仅仅是建立在原子的运动是磁力线（能量）穿过原子核的轴心造成的推理之上的。是建立在磁场能量运动是由磁力线的纵横矢量构成的推理之上的。虽然，精灵认为这样的推理是很可能被实验证实的。因为，它几乎解释了精灵在光问题上的困惑。但，这毕竟是推理。

关键就是对物质原子，以致物质旋转机理的揭示。

编辑词条 光子
光子
photon
[编辑本段]概念
原始称呼是光量子（light quantum），电磁辐射的量子，传递电磁相互作用的规范粒子，记为γ。其静止量为零，不带荷电，其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，ε=hv，在真空中以光速c运行，其自旋为1，是玻色子。早在1900年，M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设，物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的，一份一份的，每一份的能量为hv；1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性，爱因斯坦称之为光量子；1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应，从而光量子概念被广泛接受和应用，1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后，确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用，正反带电粒子对可湮没转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。
光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。
光子具有能量，也具有动量，更具有质量，按照质能方程，E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由于无法静止，所以它没有静止质量，这儿的质量是光子的相对论质量。
光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量，光子只能传递量子化的能量。对可见光而言，单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳，这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子，从而引起视觉。除能量以外，光子还具有动量和偏振态，但单个光子没有确定的动量或偏振态。
[编辑本段]光子与经典电磁理论
命名
光子起初被爱因斯坦命名为光量子[7] 。 光子的现代英文名称photon源于希腊文 φῶς （在罗马字下写为phôs），是由物理化学家吉尔伯特·路易士在他的一个假设性理论中创建的[11] 。 在路易士的理论中， photon指的是辐射能量的最小单位，其“不能被创造也不能被毁灭”。 尽管由于这一理论与大多数实验结果相违背而从未得到公认， photon这一名称却很快被很多物理学家所采用。 根据科幻小说作家、科普作家艾萨克·阿西莫夫的记载， 阿瑟·康普顿于1927年首先用photon来称呼光量子[12] [13] 。
在物理学领域，光子通常用希腊字母γ （音： Gamma ）表示，这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 （ Paul Ulrich Villard ）于1900年发现的伽玛射线 [14] [15] ，伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 （ Edward Andrade ）于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16] 。在物理学领域，光子通常用希腊字母γ （音： Gamma ）表示，这一符号有可能来自由法国物理学家维拉德 （ Paul Ulrich Villard ）于1900年发现的伽玛射线 [14] [15 ] ，伽玛射线由卢瑟福和英国物理学家安德雷德 （ Edward Andrade ）于1914年证实是电磁辐射的一种形式[16] 。 在化学和光学工程领域，光子经常被写为h ν ，即用它的能量来表示；有时也用f来表示其频率，即写为h f 。
物理性质
用费曼图表示的正电子 - 负电子散射（也叫做BhaBha散射 ），波浪线表示交换虚光子的过程
参见： 狭义相对论
从波的角度看，光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量，决定了它的波长和传播方向；从粒子的角度看，光子静止质量为零[4] ，电荷为零[17] ， 半衰期无限长。 光子是自旋为1的规范玻色子，因而轻子数 、 重子数和奇异数都为零。
光子的静止质量严格为零，本质上和库仑定律严格的距离平方反比关系等价，如果光子静质量不为零，那么库仑定律也不是严格的平方反比定律[18] 。 所有有关的经典理论，如麦克斯韦方程组和电磁场的拉格朗日量都依赖于光子静质量严格为零的假设。 从爱因斯坦的质能关系和光量子能量公式可粗略得到光子质量的上限：（公式缺）
这里？即是光子质量的上限， ？是任意电磁波的频率，位于超低频段的舒曼共振已知最低频率约为7.8赫兹。
这个值仅比现在得到的广为接受的上限值高出两个数量级。
参见光子：规范玻色子一节中对光子质量的讨论。
光子能够在很多自然过程中产生，例如：在分子、 原子或原子核从高能级向低能级跃迁时电荷被加速的过程中会辐射光子，粒子和反粒子 湮灭时也会产生光子；在上述的时间反演过程中光子能够被吸收，即分子、原子或原子核从低能级向高能级跃迁，粒子和反粒子对的产生。
在真空中光子的速度为光速，能量 和动量p之间关系为（公式缺）； 相对论力学中一般质量为？的粒子的能量动量关系为（公式缺）。
光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关；或者说仅与波长λ有关光子的能量和动量仅与光子的频率ν有关；或者说仅与波长λ有关 。
从而得到光子的动量大小为 ？
其中？ 也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 ， k是波矢，其大小也叫做狄拉克常数或约化普朗克常数 ，方向指向光子的传播方向；？叫做波数 ；？ 是角频率 。 光子本身还携带有与其频率无关的内秉角动量？： 自旋角动量 ？，其大小为光子本身 ，并且自旋角动量在其运动方向上的分量(这一分量在量子场论中被称作helicity )一定为 ？ ，两种可能的值分别对应着光子的两种圆偏振态（右旋和左旋）。
从光子的能量、动量公式可导出一个推论：粒子和其反粒子的湮灭过程一定产生至少两个光子。 原因是在质心系下粒子和其反粒子组成的系统总动量为零，由于动量守恒定律 ，产生的光子的总动量也必须为零；由于单个光子总具有不为零的大小为 的动量，系统只能产生两个或两个以上的光子来满足总动量为零。 产生光子的频率，即它们的能量，则由能量-动量守恒定律 （四维动量守恒）决定。 而从能量-动量守恒可知，粒子和反粒子湮灭的逆过程，即双光子生成电子-反电子对的过程不可能在真空中自发产生。
光子具有波粒二象性，即说光子像一粒一粒的粒子的特性又有像声波一样的波动性，光子的波动性有光子的衍射而证明，光子的粒子性是由光电效应证明。
上面有人认为光子的动质量为零是错误的，光子的静质量为零，否则的话其动质量将为无穷大。但其动质量却是存在的，计算方法是这样的：首先，由于频率为v的光子的能量为
E＝hv，（其中h为普朗克常数），故由质能公式可得其质量为：m＝E/c^2=hv/c^2
其中c^2表示光速的平方。该方法由爱因斯坦首先提出。
经典的波有群速度与相速度之分。
光子的速度就是光速。
光子有速度、能量、动量、质量。光子不可能静止。光子可以变成其它物质（如一对正负电子），但能量守恒、动量守恒。
华中科大罗俊教授重新确定光子静止质量上限
华中科技大学教授重新确定光子静止质量上限，有业内人士认为：光子静止质量为零是经典电磁理论的基本假设之一。但有些科学家则认为，光子可能有静止质量。如果实验最终检测到光子存在静止质量，那么有些经典理论将要有所变化。
在2月28日出版的美国《物理学评论快报》（PhysicalReviewLetters） 上，有专文介绍说：“一项由中国科学家罗俊等完成的新的实验表明，在任何情况下，光子的静止质量都不会超过10的负54次方千克，这一结果是之前已知的光子质量上限的1／20。”罗俊和他的同事通过一种新颖的实验方法，在一个山洞实验室里将光子静止质量的上限，进一步提高了至少一个数量级。
据悉，如果光子存在静止质量，虽然不会影响到人们的日常生活，但其产生的后果将是根本性的———例如，光速将随波长的改变而变化，并且光波将像声波一样能够产生纵向振动。