Question

光子是能量，能量就是光子，可是能量是一个物理量，只有数值大小，是描述一个宏观客观物质做功能力的大小，可是光子是运动的，说明能量也是运动的，可是能量只是一个物理量，是人类抽象概念，只有数值大小，怎么数值大小还会运动？我就不理解了。请老师详细一下。

Answer 1

问：光子是能量，能量就是光子，可是能量是一个物理量，只有数值大小，是描述一个宏观客观物质做功能力的大小，可是光子是运动的，说明能量也是运动的，可是能量只是一个物理量，是人类抽象概念，只有数值大小，怎么数值大小还会运动？我就不理解了。请老师详细一下。

答：光子的确是一种能量载体，它是由电磁场激发产生的基本粒子，具有粒子的特性和波动的特性。当光子与物质相互作用时，它会转移给物质能量，同时自身也会消失。在物理学中，能量是一个基本物理量，它可以被定义为执行功的能力，并且可以被测量。在描述物理系统时，我们通常使用能量的概念来度量其状态或动态行为，包括运动状态。因此，尽管能量本身不是物体，但它在物理学中是非常重要和实际的概念。另外，当我们说能量“运动”时，我们指的并不是数值的运动，而是通过传递粒子（如光子）来表达能量的传输。 具体来说，当光子从一个位置到另一个位置移动时，能量的总数不会改变，但是这个能量将与时间和空间相关的方式进行传输。 因此，尽管能量本身不会直接运动，但它可以通过传递的粒子（如光子）来传递运动的效果。

答：首先要明确的是，光子本身并不是能量，而是存在于电磁场中的基本粒子，它具有一定的能量。能量是物理学中基本的概念之一，描述了系统所具有的做功能力。当光子与物质相互作用时，会传递给物质一定的能量。在电磁学中，电荷和电场之间有着密切的关系，电荷的存在就会产生一个电场，而电场反过来也影响电荷的运动。而由于电磁场的波动性质，在空间中就形成了电磁波，其中包含了一些能量。而这些能量就可以被视为一个个小的能量元，即光子。从能量守恒定律上来看，每个光子都是一定能量的载体。因此，我们可以通过计算光子数目来确定整个光束的总能量。但是，这并不是说光子在空间中移动的速度、方向等信息就可以表达出能量本身的移动。实际上，光子只是带有能量的一种粒子，类似于其他基本粒子（如电子、质子等），是微观物理学原理的一部分。另外，尽管能量本身不是物质，但是能量和物质在运动状态上是相互关联的。当一个物体加速或者减速时，它就会具有更多或者更少的动能，这涉及到了物体所包含的能量的变化。同样地，射出的光线速度越快，能量就越高，因此光子在空间中移动，也会随着时间增加而表现出速度的变化。因此，在解释关于光子的运动和能量的传递时，需要从微观粒子的角度出发，将电磁学、量子力学理论纳入考虑范围，同时需要注意区分微观粒子和宏观物体在动能方面的差别。

问：光子不就是能量么。

答：虽然我们常说光子是能量，但更准确的说法是：光子携带着一定量的能量，或者说光子具有一定的能量。在量子物理学的描述中，光被描述为由许多离散的粒子组成，这些粒子称为光子。每个光子具有一定的能量，和一定的波长、频率和动量等特性。当这些光子以相同或不同的波长或频率或动量的方式组合在一起时，就形成了电磁波，也就是我们所知道的光。因此，虽然光子本身并不是纯粹的能量，但它们可以携带和传输能量，这是因为光子与电磁场之间的相互作用关系导致的。我们常常将光子与能量混为一谈，这是因为光子所包含的能量在量子物理学描述中很重要，是对电磁波的基本描述之一。需要注意的是，光子不会像普通的物质一样具有质量，它们只存在于运动状态中。另外，光子具有一些我们不太容易想象和测量的独特特性，如渗透性和干涉性，这些特性都与它们离散的量子形态相关。

问：能量本身不会运动，它只会随着物质运动发生传递。

问：照这样说，光子就是物质了？

答：实际上，在物理学中，“物质”和“能量”是不同的概念，光子既不是传统意义上的物质，也不是真正意义上的能量。 光子可以被看作是更微观的基本粒子的一种，它们在物理学中具有离散的性质。就像电子和质子一样，光子也是存在于自然界中的基本粒子之一，具有一定的数量和动量等特性。 当光子与其他物质互动时，所带的能量可以被转移给这些物质。”光子携带着能量与值得注意的一点是，能量并不是真正的“运动物体”，而是描述了系统所具有的做功能力。在量子物理学中，光子被视为具有波动性质的粒子，也即我们常说的波粒二象性。从这个角度来看，光子似乎也有某种程度上的“物质性”，但与传统意义上的物质还是有所区别的。另外，光子作为粒子，拥有一些与传统物质不同的特殊性质，如量子纠缠、干涉等现象。因此，虽然光子和物质都可以携带能量并进行传递，但它们之间仍然有着本质的区别。

问：那如果说，光子算是一种基本粒子，那说明光子就存在电子质子等基本粒子一样，具有体积面积形状等特征，可是光子并没有体积面积形状一说，这是为什么

答：光子被视为量子理论中的基本粒子之一，与电子、质子等其他基本粒子类似。但是，光子与电子、质子等粒子存在重要的区别。在经典物理学的描述中，物体的属性——如质量、位置和速度——都可以被描述为“具有形状和尺寸的物体”。但随着我们进入到量子物理学的领域，事情变得更加复杂，并且需要以不同的方式来看待物体和它们的属性。在量子物理学的框架下，基本粒子如光子并没有确定的位置、速度或轨道，因此也不具有像常见物体那样的大小、形状或表面积。在这个理论中，基本粒子通常被描述为分布在空间中的波函数（wave function），而不是实际存在的物体。换句话说，在量子力学的描述中，光子等基本粒子是“无限小”的粒子，所谓无限小指的是其没有确定的大小、形状，也无法确认其在任意时刻的确切位置和动量。 这种模糊性和不确定性是量子物理学中的基本概念之一，也是许多量子现象的基础和本质。因此， 尽管光子作为基本粒子具有能量和动量等物理属性，但它们没有类似于传统意义上的物体或粒子的形状、大小等特征。 其存在状态是基于量子力学中的波函数而定，其特殊性质需要通过现代物理学从更微观、以抽象方式讨论光子的个体行为来进行理解。