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光子是最小的物質嗎

生活更新时间:2024-07-19 21:21:23

兩塊磁鐵之間是有磁力作用的，磁力是屬于電磁力，而電磁力的媒介粒子是光子。那就可以說兩塊磁鐵間的磁力是靠光子傳遞的。實際上，光子就是傳遞電磁相互作用的基本粒子，同時也是一種玻色子。

光子是最小的物質嗎（光子是否和常見物質一樣）1

普朗克提出電磁波的能量是量子化的，不同頻率電磁波的能量量子為hν，當時愛因斯坦認為其中大有問題。後來愛因斯坦大膽提出了光也是具有粒子性，和普朗克的能量子一樣，光也有光量子，每個光量子的能量也是hv，這就是光量子假說。

光子是最小的物質嗎（光子是否和常見物質一樣）2

光子是什麼？

這裡就要說一下“波粒二象性”，就是指某種物質同時具有波和粒子的特征。

一、光的波動性

光子其實是電磁波的一個波包，光波通常是指電磁波譜中的可見光。電磁波輻射的載體就被稱作光子，在真空中傳播的速度為光速。電磁波的波長λ 和頻率ν 的乘積是光速c，即νλ=c，就有了光的頻率越高，波長就越短，反之頻率越低，波長就越長。

光子是最小的物質嗎（光子是否和常見物質一樣）3

二、光的粒子性

1923年，美國物理學家康普頓在研究x射線發生散射的實驗時，發現了一個散射光中除了有原波長λ0的x光外，還産生了波長λ>λ0 的x光，其波長的增量随散射角的不同而變化，借助于光子理論發解釋了發生的現象。說明了光子像粒子一樣不但具有能量，還具有動量，光子的動量p=h/λ，從而證明了光的粒子性。

光子是最小的物質嗎（光子是否和常見物質一樣）4

光電效應

當接收電路的間隙被光照射時，間隙容易産生電火花，這是最早發現的光電效應。在光電效應中，光子可以一個一個的打到金屬表面的電子上，這個時候光的能量是一份一份的，一個光子的能量為E=hν（ν是光的頻率，h是普朗克常量）。

光子是最小的物質嗎（光子是否和常見物質一樣）5

電子就會吸收光子的能量，當電子吸收的能量大于原子核的束縛能，那這個時候電子就逃脫了原子核的束縛，會到達金屬的表面。光電效應不僅證明光具有粒子性，也具有波動性，這是由于光具有頻率。

光子有質量嗎？

由狹義相對論，一個靜質量為m0的物體，當其相對速度v逐漸加快，那麼運動質量m也會逐漸增加。在質增效應公式中，當物體的速度無限接近光速，那麼，其動質量将會無限增大。但是光子的速度為c，也就是光速，這說明上述公式的分母為0，要使上述公式有意義，由高等數學中的0/0型，就必須要求分子也為0，即光子沒有靜質量，也就是光子沒有質量。

光子是最小的物質嗎（光子是否和常見物質一樣）6

光子有體積嗎？

在微觀粒子的世界裡，單個粒子的體積是沒有明确定義的。而且光子也不是粒子隻是具有粒子性，所以光子是沒有體積的。因為對于光、光子來說，整個宇宙空間是零點，光子不會具有存在的空間，這樣光子本身隻能也是零點。

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