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| + | ''' 光子''' （Photon）是一种基本[[ 粒子]] ，是电磁辐射的[[ 量子]] 。在[[ 量子场论]] 里是负责传递电磁力的力载子。这种作用力的效应在微观层次或宏观层次都可以很容易地观察到，因为光子的静止质量为零，它可以移动至很远距离，这也意味着它在真空中的传播速度是[[ 光速]] 。如同其它微观粒子，光子具有波粒二象性，能够展现出波动性与粒子性。例如，它能在双缝实验里展示出波动性，也能在光电效应实验里展示出粒子性。 | ||
==由来== | ==由来== | ||
| − | + | [[爱因斯坦| 阿尔伯特·爱因斯坦]] 在1905年至1917年间发展出光子的现代概念，这是为了解释一些与[[ 光]] 的古典波动模型不相符合的实验结果。当时被普遍接受的经典[[ 电磁理论]] ，尽管能够论述关于光是电磁波的概念，但是无法正确解释黑体辐射与光电效应等实验现象。半古典理论在[[ 麦克斯韦方程组]] 的框架下将物质吸收光和发射光所涉及的能量量子化，而行进的光波仍采古典方法处理；如此可对黑体辐射的实验结果做出合理解释。爱因斯坦的主张与[[ 普朗克]] 的半古典理论明显不同，他提出光本身就是量子化的概念，当时爱因斯坦称之为“光量子”（英语：light quantum）。1926年，美国物理化学家[[ 吉尔伯特·路易斯]] 正式提出“光子（photon）”的命名。虽然半古典理论对于[[ 量子力学]] 的初始发展做出重大贡献，从于1923年观测到的电子对于单独光子的康普顿散射开始，更多的实验证据使爱因斯坦光量子假说得到充分证实。由于这关键发现，爱因斯坦于1921年获颁[[ 诺贝尔物理学奖]]。 | |
==价值== | ==价值== | ||
| − | 光子的概念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。在物理学外的其他领域里，这概念也找到很多重要应用，如光化学、高分辨显微术，以及分子间距测量等。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。 | + | 光子的概念带动了实验和[[ 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。在[[ 物理学]] 外的其他领域里，这概念也找到很多重要应用，如光化学、高分辨显微术，以及分子间距测量等。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。 |
| − | 根据粒子物理的标准模型，光子的存在可以满足物理定律在时空内每一点具有特定对称性的理论要求。这种对称性称为规范对称性，它可以决定光子的内秉属性，例如质量、电荷、自旋等 | + | 根据粒子物理的标准模型，光子的存在可以满足[[ 物理定律]] 在时空内每一点具有特定对称性的理论要求。这种对称性称为规范对称性，它可以决定光子的内秉属性，例如[[ 质量]] 、[[ 电荷]] 、自旋等:358ff。光子的自旋为1，因此是玻色子，不遵守泡利不相容原理。 |
於 2020年2月27日 (四) 06:51 的修訂
光子（Photon）是一種基本粒子，是電磁輻射的量子。在量子場論里是負責傳遞電磁力的力載子。這種作用力的效應在微觀層次或宏觀層次都可以很容易地觀察到，因為光子的靜止質量為零，它可以移動至很遠距離，這也意味着它在真空中的傳播速度是光速。如同其它微觀粒子，光子具有波粒二象性，能夠展現出波動性與粒子性。例如，它能在雙縫實驗裡展示出波動性，也能在光電效應實驗裡展示出粒子性。
由來
阿爾伯特·愛因斯坦在1905年至1917年間發展出光子的現代概念，這是為了解釋一些與光的古典波動模型不相符合的實驗結果。當時被普遍接受的經典電磁理論，儘管能夠論述關於光是電磁波的概念，但是無法正確解釋黑體輻射與光電效應等實驗現象。半古典理論在麥克斯韋方程組的框架下將物質吸收光和發射光所涉及的能量量子化，而行進的光波仍采古典方法處理；如此可對黑體輻射的實驗結果做出合理解釋。愛因斯坦的主張與普朗克的半古典理論明顯不同，他提出光本身就是量子化的概念，當時愛因斯坦稱之為「光量子」（英語：light quantum）。1926年，美國物理化學家吉爾伯特·路易斯正式提出「光子（photon）」的命名。雖然半古典理論對於量子力學的初始發展做出重大貢獻，從於1923年觀測到的電子對於單獨光子的康普頓散射開始，更多的實驗證據使愛因斯坦光量子假說得到充分證實。由於這關鍵發現，愛因斯坦於1921年獲頒諾貝爾物理學獎。
價值
光子的概念帶動了實驗和理論物理學在多個領域的巨大進展，例如激光、玻色-愛因斯坦凝聚、量子場論、量子力學的統計詮釋、量子光學和量子計算等。在物理學外的其他領域裡，這概念也找到很多重要應用，如光化學、高分辨顯微術，以及分子間距測量等。在當代相關研究中，光子是研究量子計算機的基本元素，也在複雜的光通信技術，例如量子密碼學等領域有重要的研究價值。
根據粒子物理的標準模型，光子的存在可以滿足物理定律在時空內每一點具有特定對稱性的理論要求。這種對稱性稱為規範對稱性，它可以決定光子的內秉屬性，例如質量、電荷、自旋等:358ff。光子的自旋為1，因此是玻色子，不遵守泡利不相容原理。