Question

光的基本性质

Answer 1

光是横波，无论是变化的磁场还是电场，都与传播方向垂直，从光的偏振现象和旋光现象可以证明这点。
为什么光可以在真空中的传播？
所谓的介质，就是能对波动产生响应，真空在电磁场作用下，产生极化现象。所以可以作为电磁波也就是光的传播介质。真空不是虚空，而是量子场系统的基态。处于基态的量子场在不断地振动，具有零点振动能，且具有相互作用（包括自作用），真空中各种量子场不断地有各种虚粒子在产生、消失和转化。类似于电磁学中电场对电介质的极化，电磁场作用下会产生真空极化，也就满足了电磁波的传播条件。不过要注意，真空和物质的区别在于它不具有一般粒子那样不同的参照系观察“速度”不同的特性，这是因为不能说真空不动也不能说真空动，如果说真空不动，因为地球在动，迈克尔逊的光干涉实验就不成立。如果说真空动，要使迈-莫实验成立，只能和地球一起运动，这样，就不应有光行差现象在地球上出现。所以真空不能用动与不动衡量，把速度作为真空的一个属性是不合适的。这也就说明了不能用类似于粒子的以太来描述真空。也正是真空如此特别，才会有光速不变的假设。对于声音，是一种机械振动的传播。需要机械振动的载体，这些载体必须是一些存在相互作用的质点阵列。真空不具备这种条件。当然在大尺度、高速情况下，星际物质和引力，同样可以作为声音传播的条件，如黑洞的潮汐力可以传播到比较远的距离。
如何测量一个光量子的传播路径？
事实上，我们无法测量一个光子的传播路径。因为如果测到光子，这个光子就不能再往下传播了。就像存在相互作用的质点阵列上传播的机械振动可以用声子的传播来计算一样，真空极化的传播也就是电磁波的传播，也可用光子的传播来计算。因此一些解释把电磁波说成是光量子运动，这种解释也可以这么说，但不确切，原因是光子突出的是量子性只是在吸收和发射等相互作用过程中是才能体现出来，在传播过程中是体现不出来的。 需要补充的是对于透明来讲，由于波长远大于原子或分子直径，光看不见“看不见”原子或分子。所以仍然是直线传播。但介质中的光速降低的原因机理是如上面所说那样。
光是如何反射的？
光的反射现象确实可以直接用光的波动性来解释，入射光到表面上时会被表面的电子（金属）或分子散射，这样每个原子（或自由电子）相当于一个点光源，所有的点光源叠加，同样也和入射光叠加，总的叠加效果，就是平常说的反射定律得结果。数学上的证明我记得是由惠更斯给出的。需要补充的是，根据量子力学的原理，所说叠加是发生在单个光子自身，我们称作自相干，比较难以理解的是所有的点光源的干涉叠加都是发生在同一个光子上，但是事实就是如此。虽然一束光有大量的光子，一个点光源可能同时有多个不同的光子，但是每个光子都是自我干涉，也就是说所有的点光源上同属一个光子分别自我干涉。为什么那么多的点光源居然来自一个光子，那是因为每个光子传播具有路径上的多态性，是多重路径的复合。更精确地说，对于光来讲，同样由于波长远大于原子或分子直径的原因，因此光是“看不见”原子或分子的。只是看到了一个连续的光滑表面。上述说法中的“点光源”实际上也是连续的，不是一个一个的原子或分子。
光子是否可以静止？
类比一下，一个物体向上运动，在地球引力的吸引下，会越来越慢。但光不是速度变慢，而是频率越来越低（红移），当然着的现象在地球上不明显，地球引力实在是太小了。这就是光与不同物体的在引力场作用下的差别，光速始终不会变，而是普通的物体影响速度，对于光子影响频率。但都是总能减少。频率如果降为零，也就不会有光了。至于前些时候，有个著名的光子捕获实验，只不过是一个光子吸收-发射过程而已。

Answer 2

光的直进性——光在均匀的介质中沿直线传播。

光的反射——入射角和反射角相同

光的折射——光从不同密度的介质穿过时发生的偏折现象为折射

光的全反射——当光线发生全反射的时候，没有折射光线

光的可逆性——入射与反射的可交换性！

光的干涉——干涉现象是波的一种特性。惠更斯1678年提出光是一种波动后，由于得到两列相干光源很不容易，所以波动说很长时间内没有被证明认可。直到1801年，才由英国物理学家托马斯·杨巧妙而简单的解决了相干光源的问题。

光的衍射——如果被一个大小接近于或小于波长的物体阻挡，就绕过这个物体，继续进行。
如果通过一个大小近于或小于波长的孔，则以孔为中心，形成环形波向前传播。
衍射现象可以用惠更斯原理解释.

光电效应

另外光线有质量——只要光是运动的，那么他就有质量。

光是电磁波（如x射线，γ射线）的一种，声音无法在真空中传播，但电磁波能

Answer 3

光是一种电磁波

Answer 4

直射性,折射性,反射性和衍射性

Answer 5

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