光量子是什么物质,量子链总量是多少
光量子是什么物质
施郁
（复旦大学物理学系教授）
顾名思义，光量子就是光的量子。 1926年开始，光量子被简称为光子。
1900年10月7日，为了结合黑体辐射高频率和低频率的实验数据，普朗克写下他著名的黑体辐射能量密度公式。这是量子论的最开端。其后几个月，普朗克给出了这个公式的理论推导，从而发现了量子。他提出，发出电磁辐射的振子的能量必须是某个基本单位的整数倍，这个基本单位是频率乘以一个常数，即后来所谓的普朗克常数。
1905年，爱因斯坦奇迹年。这一年他的第一篇论文“关于光的产生与转换的一个启发性观点”是唯一被爱因斯坦自己称为具有革命性的文章。 在这篇文章中，他提出光量子假说，即辐射本身是量子化的。作为推论，他提出光的产生也是量子化的。爱因斯坦还讨论了这个推论的应用。其中之一就是为他赢得1921年诺贝尔物理学奖的光电效应。值得注意的是，光电效应中的电子出射能量与入射光频率的定量关系是爱因斯坦给出的预言，10年后才被密立根验证。
1913年，玻尔提出他的原子模型，指出原子核外的电子只能处于分立的轨道，而电子在不同轨道之间跃迁时的能量差与光辐射或光吸收相互转化，光的能量即为普朗克常数乘以频率。
1916到1917年，爱因斯坦发表他的辐射理论。他考虑电子在两个能级之间跃迁导致的自发辐射、受激辐射和吸收，通过平衡关系得到普朗克公式，还讨论了动量转移。
我2017年5月25日在光明日报应邀发表过文章《继续量子科学革命》，其中有一段也可作为参考（后来看到有别人的文字与之有类似之处）：
“量子”一词最初是普朗克于1900年发明的，他以此驱散当时物理学天空中的一朵乌云：受热物体发出的电磁辐射能量与波长之间的关系。电磁辐射即电磁波，在不同频率范围分别称作可见光、红外线、可见光、紫外线等等。普朗克假设物体发射出的电磁辐射能量是一份一份的，其中每份能量总是一个基本单位的整数倍。这个能量基本单位被他称作能量量子，等于频率乘以一个常数（后称普朗克常数）。1905年，爱因斯坦进一步提出，电磁波本身就是由能量量子组成的，称作光量子（后简称为光子）。这是唯一被爱因斯坦自己称作“革命性”的工作。1913年，玻尔提出，原子中电子的能量只能取一些分立的值，叫作能量量子化。
爱因斯坦量子假说
1905年，是物理学史上神奇的一年，爱因斯坦的五篇文章改变整个世界。其中正是光量子和光电效应让老爱获得1921年诺贝尔物理学奖。
爱因斯坦认真对待“量子”这一革命性的观念，1905年明确地提出了光量子的概念。
他认为光和原子、电子一样也具有粒子性，光就是以光速C运动着的粒子流，这种粒子叫光量子。同普朗克的能量子一样，每个光量子的能量也是E＝hv，根据相对论的质能关系式，每个光子的动量为p＝E/c＝h/λ。光既具有粒子性，又具有波动性，即具有波粒二象性。
最初人们对爱因斯坦理论的看法是走错了方向，光量子理论没人重视，甚至到了1913年，德国最著名的四位物理学家(包括普朗克自身在内)在一封信中还把爱因斯坦的光量子概念说成是“迷失了方向”。
1916年密立根通过十年的光电效应实验，证实了爱因斯坦光电方程的正确性，但他还是要说，尽管爱因斯坦的公式是成功的，但其理论是站不住脚的。后来康普顿效应实验完全证实了爱因斯坦的正确性，光量子论终于得到普遍认同，爱因斯坦也因为光量子和光电效应获得1921年诺贝尔物理学奖。
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光量子，就是平时我们所说的光子，是电磁波传递的载体，电磁相互作用的基本粒子，也是电磁作用的媒介子，最先由爱因斯坦提出来的！
光子的静止质量为零，也就意味着光子必须以光速运动，它一生下来就是光速，同时没有任何加速过程，说白了光子从来不会静止下来，永远以光速运动下去，直到被某物体吸收！光子以光速运动就让光子产生了质量，我们经常所说的动质量！
同时，光子具有波粒二象性，它具有波的折射，衍射和干涉等特性，而光电效应也表明光子具有粒子特性！
通常情况下，当光子被原子吸收后，电子就获得了一定能量从内轨道跃迁到外轨道，原子也就从基态变为激发态。相反，电子也会通过从外轨道跃迁至内轨道释放出光子，这正是太阳发光的原理所在！
简单来说，光子就是携带能量的粒子，能量的高低与光波的频率成正比，频率越高光子能量越大！同时，能量的传递并不是连续的，而是一份一份的，只能传递量子化的能量！
光量子指的是光（亦是光波，光具有波粒二向性）可被科学技术和仪器量化来处理的最小态，其主要物理性质是不可分割，主要物理表现是叠加态。光量子指的是在微观物理世界里，一束光（一段光波）的最小基本态表现和理解：光量子是光线中携带能量的粒子，一个光量子能量的多少正比于光波的频率大小， 频率越高, 能量越高，当一个光量子被原子吸收时，就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的原子就从基态变成了激发态。而这个过程所吸收或释放的光量子只能是整倍数（12468……），不能是1.5，1.3，0.5，这就是光电效应！
光子（光量子简称也就是光子）有速度、能量、动量、质量（相对论的动态质量），有凝聚。光子不可能绝对静止（因为光不能有静止质量）。光子可以变成其它物质（如一对正负电子），但能量守恒、动量守恒。
量子（quantum）是现代物理的重要概念。最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象。
以本人的逆向思维，从光量子里看见了两个事实：一，我们的世界不是可以无限分割对等切开的，也就是说我们的宇宙是有一定限制的！
二，光不能静止，为了满足我们宇宙目前的最快速度光速c，所以光不能有静止质量（如果有，光子就具有无限大的质量，每天随便一个光子都可以瞬间毁灭全宇宙！），反过来恰好证明了我们的宇宙是没有绝对的静止（也就是我们的宇宙里粒子运动不可能绝对静止，运动和作用不会停歇）！也就是说质能是守恒的！没有任何事物可以凭空产生或消失，只能一种运动状态改变成另外一种运动状态。
那么，现在的宇宙本身一切的一切都是从哪里来的？既然不能凭空产生和消失，那我们现有的宇宙本身是从哪里产生出来的？如果是别的宇宙或神，那么他们又是从哪里来的？这似乎陷入了无尽的矛盾和死循环中，既然一切的一切不能凭空产生和消失，那么这一切的一切又是如何产生的？答案我只有一个，而当你真正理解了这个答案以后，不会觉得人生患得患失，而会明白，有得就有失，这就是自然，这就是我们真实存在的宇宙，因为宇宙他无处不在，因为我没法去质疑自己的存在，所以我亦不能去质疑宇宙他的存在，我们共存，我的存在就是为了证明宇宙本身的存在，宇宙本身的存在就是为了证明我的存在，我就是宇宙本身的一部分，宇宙就是我……
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