Question

在量子力学里，光子是一种微粒子，既然是粒子，按照正常来说，光子肯定有面积体积大小一说，可是，真实的是光子没有形状，面积，体积，为什么？如何才能理解光子这种粒子呢。

Answer 1

问：在量子力学里，光子是一种微粒子，既然是粒子，按照正常来说，光子肯定有面积体积大小一说，可是，真实的是光子没有形状，面积，体积，为什么？如何才能理解光子这种粒子呢。

答：亲亲,很高兴为您解答哦在经典物理学中，物体都具有可测量的形状、面积和体积，但在量子物理学中，存在一些粒子，如光子，它们并没有这样的特征。这是因为光子不是一个经典的物体，而是一种量子态。在量子力学中，物理系统的态可以用波函数来描述。对于光子来说，它的波函数描述了它在空间中的位置和动量，但并没有包含形状、面积和体积等经典物理学中的特征。

答：亲亲相关拓展：从另一个角度来看，光子并不是一个实体，而是一种能量传播的载体。当光子被观测到时，我们只能看到它在空间中的位置和能量，而没有办法确定它的形状、面积和体积。这是因为光子的波粒二象性使得它既可以表现为粒子，也可以表现为波动。因此，理解光子需要我们从量子物理学的角度出发，接受它是一种波态或量子态的概念，而不是一个经典物体。同时，我们需要理解光子的波粒二象性和它在观测时所呈现出的性质。

问：老师，你好，还是没理解光子这种粒子，它和经典里的粒子究竟有什么区别？

答：亲亲相关拓展：光子是量子力学中的一种基本粒子，它和经典物理学中的经典粒子有很大的区别。经典粒子是具有确定位置和动量的，它们遵循牛顿力学的经典物理规律，可以被看做是小球或小点，可以被轻易地想象和理解。而光子是一种具有能量的元粒子，它是电磁辐射的量子，具有波粒二象性，既可以表现为粒子也可以表现为波动。在波动模型中，光子可以被看作是一种波动，它的行为可以被描述为干涉、衍射、偏振等。而在粒子模型中，光子可以被看作是一个具有能量和动量的粒子。因此，光子和经典粒子的性质差异很大，它们遵循的不是同一种物理规律。

问：光子的波动性是指什么？意思是光子运动轨迹像水波那样或者正炫波那样向前运动？还是指什么？

问：还有就是，如果光子不像经典粒子那样有大小面积体积一说，那光子是一种什么样的基本粒子？可以用现实中什么东西大致去比喻一下光子这种粒子，这样我才能理解光子这种粒子

答：光子的波动性是光的一种性质，是指当光子的移动速度很快，其行为类似于波动。具体来说，这意味着光子的动态表现可用波动方程描述，光子的某些特性，例如干涉、衍射等，与波动过程相似。但需要注意的是，光子并不像传统意义上的波那样，有一个物质振动介质，光子是无质量的、不带电的粒子，是量子力学中的一种基本粒子，因此，其运动轨迹并不像水波或正弦波那样，而是在空间中以直线运动的方式传播。

答：光子是量子力学中的基本粒子，它是一种没有质量、没有大小、没有体积、没有电荷的粒子。换句话说，光子是一种“无形”的粒子。因此，我们很难通过现实中的物体来完全理解光子。但是，我们可以通过类比的方式来描述光子的一些特性。一个常用的类比是，将光子比作流动的水滴。虽然光子的实际大小为零，但我们可以想象它是一种以固定速度运动的波动，就像水滴一样运动。这个类比可以帮助我们理解一些光子的特性，例如干涉、衍射等现象。另一个比较好的类比是将光子看作是一种能量子，就像电子和其他基本粒子一样。光子的能量量子可以在空间中传播，也可以与其他物质相互作用，例如通过激发原子的电子而导致发光等。虽然这些类比并不能完全准确地描述光子的本质，但它们可以帮助我们理解这种无形粒子的运动和行为方式。

问：有的老师说，光子是一种能量子，而能量是对一切宏观微观物质运动的描述，是描述宏观微观粒子对外做功的本领，所以能量并不是宏观物质，因此能量没有体积和质量。而光子也是一种能量量子，所以光子也就没有体积，面积大小一说，这样解释对不对。老师。

答：这种解释可以说是一种常见的简化的说法，但实际上并不完全准确。首先，光子的确是一种能量量子，它是电磁辐射的基本组成部分。但是，在量子力学中，光子被看作是一种粒子，具有一些类似于粒子的性质，如动量、角动量等等。因此，从这个角度来看，光子可以看作是具有一定质量的。其次，虽然能量本身没有质量，但是质量和能量有一个重要的关系，就是质能等价原理，即质量和能量是可以互相转换的。这个原理的最著名的体现就是E=mc²公式。因此，即使是光子这种没有质量的粒子，由于它的能量可以被转化成质量，所以从某种程度上说，它也是具有一定质量的。最后，关于光子是是否有体积和面积大小，这个问题比较微妙。从量子力学的角度来看，一个光子被看作是一个波包，具有一定的空间分布。但是，由于光子的波长非常短，远远小于我们能够观测到的任何物体，因此在实际应用中，我们通常将光子看作是一点粒子，即将它的大小视为微不足道。因此，从这个角度来看，我们可以说光子没有体积和面积大小。

问：老师你好，一个光子被看作是一个波包，什么是波包？

答：波包是一种准粒子，它是由一组波叠加形成的波形状，类似于波浪在水中叠加形成的波峰和波谷。在量子力学中，粒子的运动状态可以用波函数来描述，而波函数又可以看作是一组波的叠加。波包就是由一组波叠加形成的不连续的波形状，可以用来描述某些量子现象的特征，如光子的波粒二象性。当观察一个光子时，它会表现出粒子的行为，当不观察时，它又会表现出波的行为，这就是光子的波粒二象性。