Question

怎样理解光的波粒二象性

首先光是一种粒子，粒子都是有质量的，根据爱因斯坦定理，有质量的物体在高速运行的状态下，质量会变得很大，是无法达到光速的，那它是怎样维持光速这一运行状态的呢；光还是一种电磁波，电磁波的产生依赖与电场得变化，光在传播的过程中也伴随电场得变化吗，为什么一般的电磁波是看不到的，光却是可见的呢？

Answer 1

Answer 2

光是有能量的，所以光就有质量（质能方程E=mc^2）。但光只能以光速运动，是不能静止下来的。光子的静质量为零。实际上所有光速运动的粒子静质量必定为零。

光的本质是频率在3.8×10^14Hz～7.9×10^14Hz之间的电磁波，而人眼睛对这个频率的电场变化比较敏感，所以才称之为可见光。若你要问为什么人眼恰好对这个频段敏感呢？那就是自然选择的结果了，谁叫人类是在地球上进化产生的呢？太阳辐射的能量就主要集中在可见光频段。
电磁波在传播的过程中当然伴随着电场的变化。

要理解光的波粒二象性，可以这么来看：光的粒子叫光子，它可以被发射可以被接收，就像粒子一样，但你要研究一颗光子从A点移动到B点走的是什么轨迹？它会不会经过中间的某个点？现代科学理论是无法回答的，我们无法确切知道这颗光子到底是怎么过去的，只能把它的移动过程描述成一个波，弥散在空间中，而不是一个点了。
也许你会说装个监视器检测一下就好了啊，可一旦检测到光子就必须与光子发生相互作用，对一个小小的光子来说，这相互作用就改变了它原先的运动状态，你检测到的就不是原来的光子了。这就是量子力学中所谓的测不准原理。

Answer 3

参考光电效应，康普顿效应，双缝干涉实验

Answer 4

一、物体高速运动下，动质量会变大，这是狭义相对论的推理没错。但是狭义相对论的导出前提之一就是承认在任何参照系中光子都以光速运动。所以你不能用结论去怀疑推出结论的前提。即光子速度就是光速，而不是从低速慢慢接近光速的，所以也就不会出现光子加速过程使得质量无限大的推论。
二、光是电磁波里边的一个频率段，当然也有电场和磁场的正弦变化。光就是电磁波，只是在人们还没有认识到光是电磁波之前，把这种看得见的电磁波命名作“光”而已。换句话说，看得见的电磁波就是光。其他频段电磁波也是可以用仪器“看”到的。夜视仪就是看到了红外频段的电磁波。