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光是否只是一种波,而光子是它传播的媒介?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-11-14 20:39:37

不,不可能。请允许我解释一下,先从观察开始,然后是理论。

我们观察到:
  • 我们观察光的波动性。这可以通过无数的光学实验来证明。
  • 我们观察到,在光电效应中发射的电子的能量(事实上,是否首先发射出任何电子)取决于光的频率,而不是光的强度。
理论是如何运作的:
  • 光的波动性完全由麦克斯韦的电动力学理论来解释。所有涉及透镜、反射镜、衍射介质等的光学实验都可以用麦克斯韦方程组来描述。
  • 麦克斯韦的理论预测,与实验相反,光电效应中发射的电子能量取决于光的强度,而不是(我们观察到的)光的频率。然而,电动力学的量子化理论正确地预测了频率依赖性,并完全解释了这个实验。
因此,我们有一个经典的电动力学理论,在这个理论中,光是电场和磁场在真空中自由传播的平面波;我们有一个电动力学的量子理论,其中电磁场本身是量子化的,解释了观察到的光电效应。然后我们给出现在电动力学量子化理论中的量子加上一个名字:“光子”。

这里真的没有“光子作为媒介”的空间。没有电动力学的量子理论,我们就没有光子。在量子理论中,光子是我们所说的理论的量子;没有必要重新解释它们,因为理论是完整的,自洽的,并且与观测相符。
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