Question

怎么证明光是电磁波？

Answer 1

最近也看过一些人质疑光子不是电磁波，就这个问题想表达一下笔者观点：光子本质是电磁波，因由电子能级跃迁激发出的电磁波是及其短促的电磁脉冲波，在空间传播具有特殊的电磁拓扑结构而使其能量不会发散，这也是它能呈现出一些粒子特点的原因。下面提出以下几点证明它是电磁波。

①光子与电磁波传播速度相同，且在传播中其速度都是由介质的介电常数和磁导率决定的(包括真空)。而这两个常数恰恰是电磁学最基本常数。

②光子静止质量为零，是纯粹能量，电磁波同样如此，这也是与其它物质粒子重要区别，光子不是物理学定义物质，这也佐证了它是电磁波。

③实验展示的很多特性与电磁波特性一致。比如折射反射衍射干涉等等。

④光谱范围很广，从伽马射线到远红外线，如果它不是电磁波这种现象无法与某物质粒子完美自恰，黑体辐射更无法自恰，有温度的物体就会辐射红外线，而红外线特性与可见光光子完全相同唯一不同的就是波长，也或者说携带能量大小不同。

以上几点是笔者能想到的可能还概括不全，欢迎各位加以补充和指正，当然也欢迎异见者提出自己观点来驳。

“光就是电磁波”，“电磁波就是光”，这两句话都不对。麦克斯韦尔预测了电磁波，给出了完整的理论，建立了电磁波理论。后来，人类干了一件事（现代电磁波理论）：按照波长排列了从伽马射线到长波的波普图，其中包括光学波段。这个波普图中各波段波的特性（衍射、反射、干涉……及其它一些特性）都有共同特性，于是乎就把光波列入电磁波范畴了。

刚才上网上查了一下，我的结论是无法证明光是电磁波。

电磁波（又称电磁辐射）是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780纳米之间，称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。

由上面的词条可以知道，电词波是光的辐射。辐射的频率不同，我们可以把光分为无线电波、微波、紫外线、红外线等。而且不仅仅是光可以发出电磁波，只要有温度的，能释放能量的物体，都会发出电磁波。

电磁波的特性与水波、声波类似，电磁波也具有波的特性，可以发生折射，衍射现象。而光我们知道它是具有“波粒二象性”的，既有波的特性也有粒子的特性。并且两种特性都是有实验依据的。

从1801年托马斯.杨用双缝干涉实验证明光的特性以来，光的波动说与粒子说这两大学派就陷入长久的拉据战。而至今为止，学术界也没有任何一个理论可以对光作出解释，给光一个定理。

如果我问，怎样才能证明水是波浪