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“光的基本概念”引起的有趣话题 精选

已有 5241 次阅读 2019-9-8 06:08 |系统分类:论文交流

 

光不仅可以作为能量的载体, 也可以作为信息的载体。在信息化社会到来之际,关于光的本性的认知是一个非常夺人眼目的话题。读到“关于光的几个基本概念”的博文题目(http://blog.sciencenet.cn/blog-2916888-1196992.html),就迫不及待地打开阅读,对其中关于光速不变和光的粒子性的讨论非常感兴趣。特别是关于光的粒子性的一段话:

“光的粒子性,从来都是表现在与物质作用之时,且“粒子性”更多地是物质这一方所决定的,更多地关乎物质。在物质发光现象中,光源具分立的能级,能级之间的跃迁,导致发光,这导致光的能量是不连续的(因为能级不是连续性的),造成hν这样的“粒子性”;在物质吸收光的现象中,光打到物质上,物质对于光的吸收,也是“一份一份”地进行的,每一份对应能级间由下向上的跃迁,还是物质的能级结构起主导的作用。”

在读到这样清晰的文字分析时,我的脑海中出现了这样一个有趣问题:有脱离物质而单独存在的光吗?理论假设中当然可以有,以方便各种物理现象的处理。而真实世界中,脱离了物质实体,光如何产生呢?

没有错,光的粒子性是通过光与物质相互作用体现出来的。如果光不能脱离物质而单独存在,按照上述分析,岂不是说光的粒子性是光的本质特征,是本征性质。而光的波动性则是光与物质的特殊结构, 如光栅, 的相互作用下才产生的。同时,光是能够脱离光栅的特殊结构而存在的。所以光的波动性倒是有可能是派生出来的性质,不具有本征性质。当然,这样一个结论是在“光不可能脱离物质而存在。”的基础上获得的。

光的波粒二象性是一个关于“光是什么”的根本性问题,相关的实验研究和理论研究众多,结论多是:光的波粒二象性是光的本征性质。这样一个根本性问题不是简单地从思辨角度能够定性说清楚的。定性讨论中提出的问题只是为了提高科学的有趣性,希望未来能够设计出现代科学实验来说明这一问题。或许已有案例。如是,敬请谅解我的无知。

 



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