为什么光既有波动性，又有粒子性

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如果简单用量子场论的观点，就是光子是一个无静止质量的粒子，电磁波是其统计波函数。所以光子的波性是表现在大量粒子的统计规律上面的。

德国科学家爱因斯坦（Albert Einstein，1879-1955）坚信宇宙中一切物理现象的背后都蕴藏着完整的统一性，因此，麦克斯韦的电磁学理论必须要与经典力学统一起来。爱因斯坦为了解决这一矛盾，做出了一个假设：假设有个人能够达到光的速度，与光并肩齐行，那么他就会发现静止的光。但是，根据麦克斯韦的电磁学原理，振动的电磁波是不可能观测到的，而且波也不可能处于静止状态，也就是说，宇宙中不可能存在光在静止状态的参照系，对于任何一个参照系来说，都只有属于这个参照系的时间与空间。因此，爱因斯坦确信，光在所有参照系中速度必然相同。根据这一物理法则，爱因斯坦进行了多年的探索和研究，1905年创立了狭义相对论，揭示了时间和空间的本质联系，引起了物理学基本概念的重大变革，开创了物理学的新世纪；提出了光量子论，解释了光电现象，揭示了微观客体的波粒二重性，用分子运动论解决布朗运动问题；发现了质能之间的相当性，在理论上为原子能的释放和应用开辟道路。爱因斯坦的相对论与麦克斯韦的电磁学理论完美地结合在一起，从而推动了物理学上的一次意义深远的重大革命。

1913年,丹麦物理学家玻尔（Niels Henrik David Bohr，1885～1962）以《论原子构造和分子构造》为题发表了长篇论文,为20世纪原子物理学开辟了道路。他采用了当时已有的量子概念,提出了几条基本的“公设”,提出了至今仍很重要的原子定态、量子跃迁等概念，有力地冲击了经典理论,推动了量子力学的形成。玻尔认为,按照经典理论来描述的周期性体系的运动和该体系的实际量子运动之间存在着一定的对应关系，这一对应原理成为从经典理论通向量子理论的桥梁。玻尔对各种元素的光谱和X射线谱、光谱线的(正常)塞曼效应和斯塔克效应、原子中电子的分组和元素周期表,甚至还有分子的形成,都提出了相对合理的理论诠释。

1916年美国物理学家罗伯特·密立根(Robert Andrews kan,1868～1953)发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。

美国物理学家康普顿（Arthur Holly Compton，1892～1962）1921年在实验中证明了X射线的粒子性。1923年他发表了X射线被电子散射所引起的频率变小现象，即康普顿效应，这是近代物理学的一大发现。按经典波动理论，静止物体对波的散射不会改变频率。而按爱因斯坦光量子说这是两个“粒子”碰撞的结果。光量子在碰撞时不仅将能量传递而且也将动量传递给了电子，它进一步证实了爱因斯坦的光子理论，揭示出光的二象性。

1924年，奥地利物理学家泡利(Wolfgang Ernst Pauli，1900～1958)发表了“不相容原理”：原子中不可能有两个或两个以上的电子处于同一量子态．这一原理使当时许多有关原子结构的问题得以圆满解决，对所有实体物质的基本粒子（通常称之为费米子，如质子、中子、夸克等）都适用，构成了量子统计力学——费米统计的基点。

法国物理学家德布罗意(Louis Victor due de Broglie, 1892-1987)由光的波动和粒子两重性得到启发，他大胆地把这两重性推广到物质客体上去。他在1923年9～10月间，连续发表三篇短文：《辐射——波和量子》、《光学——光量子、衍射和干涉》、《物理学——量子、气体动理论及费马原理》。1924年，在他的博士论文《量子论研究》中，他全面论述了物质波理论，这一理论以后为薛定愕接受而导致了波动力学的建立。德布罗意把爱因斯坦关于光的波粒二象性的思想加以扩展。他认为实物粒子如电子也具有物质周期过程的频率，伴随物体的运动也有由相位来定义的相波即德布罗意波，后来薛定愕解释波函数的物理意义时称为“物质波”。德布罗意在并无实验证据的条件下提出的新理论在物理学界掀起了轩然大波。

1925年，德国物理学家海森伯（Werner Karl Heisenberg，1901～1976）鉴于玻尔原子模型所存在的问题，抛弃了所有的原子模型，而着眼于观察发射光谱线的频率、强度和极化，利用矩阵数学，将这三者从数学上联系起来，从而提出微观粒子的不可观察的力学量，如位置、动量应由其所发光谱的可观察的频率、强度经过一定运算（矩阵法则）来表示。他和玻尔等合作，建立了量子理论第一个数学描述——矩阵力学。1927年，他阐述了著名的不确定关系，即亚原子粒子的位置和动量不可能同时准确测量，成为量子力学的一个基本原理。

1926年，奥地利理论物理学家薛定愕（Erwin Schrodinger，1887～1961）提出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程——薛定愕方程，给出了量子论的另一个数学描述——波动力学。后来，物理学家把二者将矩阵力学与波动力学统一起来，统称量子力学。

1927年，美国贝尔实验室的戴维森（Clinton Joseph Davisson，1881～1958）、革未（Lester Halbert Germer，1896～1971）及英国的汤姆逊（George Paget Thomson，1892～1975）通过电子衍射实验，都证实了电子确实具有波动性。至此，德布罗意的理论作为大胆假设而成功的例子获得了普遍的赞赏。以后，人们通过实验又观察到原子、分子……等微观粒子都具有波动性。实验证明了物质具有波粒二象性，不仅使人们认识到德布罗意的物质波理论是正确的，而且为物质波理论奠定了坚实基础。

光的波动说与微粒说之争从十七世纪初开始，至二十世纪初以光的波粒二象性告终，前后共经历了三百多年的时间。牛顿、惠更斯、托马斯．杨、菲涅耳等多位著名的科学家成为这一论战双方的主辩手。正是他们的努力揭开了遮盖在“光的本质”外面那层扑朔迷离的面纱。跨世纪的争论引出了量子力学的诞生，它是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学，是20世纪人类文明发展的一个重大飞跃，引发了一系列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步做出重要贡献。在现代科学技术中的表面物理、半导体物理、凝聚态物理、粒子物理、低温超导物理、量子化学以及分子生物学等学科的发展中，都有重要的理论意义。我们的现代文明，从电脑、电视、手机到核能、航天、生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。

详细的介绍情况参考资料 里面还有关于光的折射、反射、衍射和量子论等等的发现过程，有兴趣的话不妨看看

如果简单用量子场论的观点，就是光子是一个无静止质量的粒子，电磁波是其统计波函数。所以光子的波性是表现在大量粒子的统计规律上面的。

这个问题比较难回答，这是光的一种本质性质，就象1＋1为什么等于2一样。。。还有光子的内部结构到底如何？这个问题就更恐怖了。。。恐怕没有人能大出来了。

首先光是一种电磁波，电磁波具有波动性又具有粒子性。但这里的粒子并不是我们平时所说的实物粒子——如原子、中子等，而是称为“光子”。说光具有粒子性是一种形象说法，按照光量子假说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光量子，简称光子，光子的能量E跟光的频率V成正比，即E=HV。也就是说，将这一份一份的能量形象的视为“粒子”。所以这里所说的粒子并不是实实在在的有内部结构的粒子，而是一份一份的能量。

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15162245532：为什么光既有波动性,又有粒子性
裘苏傅 ：答：光在发生干涉和衍射现象时，表现出来的性质更接近波的性质，所以说光具有波动性。光照射在金属表面上发生光电效应时，表现出来的性质更接近实物粒子的性质。光电效应中，光表现为一颗一颗的光子（粒子）打在金属表面上，一份一份的能量即被电子吸收。所以说光具有粒子性。光在不同的实验中显现出的性质有...

15162245532：电磁波具有波粒二象性,既具有 什么又具有粒子性.
裘苏傅 ：答：电磁波具有波粒二象性，既具有波动性又具有粒子性。波动性，是指有波的干涉、衍射的特性。粒子性，是指有宏观粒子运动的特性。波粒二象性，是针对光来说的：在光的波长相对较长时，显示出波的特性，这时的光就与波一样，可展现出干涉和衍射的现象。（如：可见光）当光的波长很短时，在一般条件下...

15162245532：光的粒子性和波动性是怎样体现的
裘苏傅 ：答：光的波粒二象性是指光既具有波动特性，又具有粒子特性。科学家发现光既能像波一样向前传播，有时又表现出粒子的特征。1924年法国物理学家德布罗意大胆提出，一切微观粒子都具有波粒二象性。后来人们果然做成了电子、质子、中子的干涉、衍射实验。有力地证实了微观粒子也具有波粒二象性。发现历史 19世纪60...

15162245532：光子是具有能量的粒子吗?一切物质都是由光子组成的吗?
裘苏傅 ：答：光既有 波动性 ，就是光是 电磁波 了 光又有 粒子性 ，就是光可以看做由无数个 能量 颗粒组成 不可以说所有物质都是由 光子 组成的

15162245532：什么是光的波粒二象性?
裘苏傅 ：答：光的波粒二象性是指光既具有波动特性，又具有粒子特性。科学家发现光既能像波一样向前传播，有时又表现出粒子的特征。1924年法国物理学家德布罗意大胆提出，一切微观粒子都具有波粒二象性。后来人们果然做成了电子、质子、中子的干涉、衍射实验。有力地证实了微观粒子也具有波粒二象性。发现历史 19世纪60...

15162245532：为什么光既有波动性,又有粒子性?
裘苏傅 ：答：等微观粒子都具有波动性。实验证明了物质具有波粒二象性，不仅使人们认识到德布罗意的物质波理论是正确的，而且为物质波理论奠定了坚实基础。光的波动说与微粒说之争从十七世纪初开始，至二十世纪初以光的波粒二象性告终，前后共经历了三百多年的时间。牛顿、惠更斯、托马斯．杨、菲涅耳等多位著名的科学家...

15162245532：从现代物理学我们知道,光既有波动性,又具有粒子性,即光具有波粒二象性...
裘苏傅 ：答：你好：1.光的衍射证明光的波动性，比如伦琴射线成像。 泊松亮斑也是由于光的衍射，可以利用衍射公式来具体计算。 光的干涉更是波动性的有力证明。2.光电效应证明光的粒子性。我们可以利用光压来宇宙航行，这也是光具有粒子性（动量）的表现。3.少量光子（微观）具有波动性，大量光子(宏观)具有粒子性。...

15162245532：光同时具有波动性和粒子性吗?
裘苏傅 ：答：我来给你说说吧，经过这么多年的理论发展，学界普遍承认光的波粒二象性，即光波即有粒子性，又有波动性，当然是同时具有的（你可以把它想象成一个人有双重性格的人，可以表现两面性，只是不同的时候表现不同性格罢了）。最能体现光的粒子性的现象有：光的直线传播、光的反射、光具有能量、光能产生光...

15162245532：光的波粒二象性指的是什么
裘苏傅 ：答：波粒二象性原理是指微观粒子（如光子、电子等）既表现出粒子性质又表现出波动性质的现象。这一原理是量子力学的基本概念之一，由德国物理学家德布罗意（Louis de Broglie）于1924年提出，并由波尔（Niels Bohr）、海森堡（Werner Heisenberg）等人进一步发展和完善。波粒二象性的原理可以用德布罗意关系来描述...

15162245532：光的粒子二象性指的是什么
裘苏傅 ：答：光的粒子-波动二象性是指光既具有粒子性，又具有波动性。这是量子物理学的一个基本概念，表明光和其他量子粒子的行为不能完全用经典的粒子或波的理论来解释。粒子性：光的粒子性是指光在与物质相互作用时表现出粒子的特性。例如，在光电效应中，光可以将能量以量子的形式传递给电子。这个量子被称为...