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光傳播為啥不用介質

圖文更新时间:2025-01-27 12:04:35

光傳播為啥不用介質?我們在論述“光可以在真空中傳播”這句話的時候，所使用的“真空”的含義是“一無所有的空間”但是随着物理學的發展，物理學家們意識到了真空其實不空（在量子場論的意義下）真空是量子場的基态，因為量子漲落的存在，量子場在永不停息地發生着極度紛繁複雜的物理過程，包括了粒子的産生湮滅，碰撞反應....我們之所以會提出“為什麼光的傳播不需要介質？”這個問題，實際上是因為我們生活中出現的機械波、聲波的傳播都需要介質可是與其說機械波傳播需要介質，不如說“機械波就是介質中質點相對平衡位置的位移在随時空間周期變化”，與其說聲波(在空氣中)傳播需要介質，不如說“聲波就是空氣中氣體密度、壓強在随時空間周期變化”(在量子電動力學的框架下)光子是一種量子場（U(1)規範場）的元激發(集體振動模式)，所以U(1)規範場是光子存在的必要條件，沒有U(1)規範場就沒有光子而這個U(1)規範場，則恰好被包含在之前所說的真空之中，今天小編就來說說關于光傳播為啥不用介質?下面更多詳細答案一起來看看吧!

光傳播為啥不用介質

我們在論述“光可以在真空中傳播”這句話的時候，所使用的“真空”的含義是“一無所有的空間”。但是随着物理學的發展，物理學家們意識到了真空其實不空。（在量子場論的意義下）真空是量子場的基态，因為量子漲落的存在，量子場在永不停息地發生着極度紛繁複雜的物理過程，包括了粒子的産生湮滅，碰撞反應....我們之所以會提出“為什麼光的傳播不需要介質？”這個問題，實際上是因為我們生活中出現的機械波、聲波的傳播都需要介質。可是與其說機械波傳播需要介質，不如說“機械波就是介質中質點相對平衡位置的位移在随時空間周期變化”，與其說聲波(在空氣中)傳播需要介質，不如說“聲波就是空氣中氣體密度、壓強在随時空間周期變化”。(在量子電動力學的框架下)光子是一種量子場（U(1)規範場）的元激發(集體振動模式)，所以U(1)規範場是光子存在的必要條件，沒有U(1)規範場就沒有光子。而這個U(1)規範場，則恰好被包含在之前所說的真空之中。

By Luna

來源：中科院物理所

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