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光子

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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[注 1] ,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==
[[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 [[ ]] 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)[6] 。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。[7][8] 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[11]]。
==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[4]:358ff。光子的自旋为1,因此是玻色子,不遵守泡利不相容原理。
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