随后光的干涉和衍射现象相继发现,这些现象是波的典型性质,而微粒说无法解释。光 速的精确测定证实了波动说对折射率的结论是正确的。光的偏振现象进一步说明光是 种横波。因此在19世纪末、本世纪初的黑体辐射、光电效应和康普顿散射等现象发现 以前,波动说占了优势。 为了解释光在真空中传播的媒质问题,提出了“以太”假说。“以太”被认为是一种 弥漫于整个宇宙空间、渗透到一切物体之中且具有许多奇妙性质的物质,而光则认为是 以“以太”为媒质传播的弹性波。19世纪70年代,麦克斯韦建立了电磁场理论,预言 了电磁波的存在。不久后赫兹通过实验发现了电磁波。麦克斯韦根据光速与电磁波速相 同这一事实,提出光是一种电磁波,这就是光的电磁理论。根据麦克斯韦方程组和电磁 波理论,光和电磁波无需依靠“以太”作媒质传播,其媒质就是交替变化的电场和磁场 本身。所谓“以太”是不存在的 到了19世纪末,因为光的电磁波学说不能解释黑体辐射现象而碰到了很大的困难。 为了解释这个现象,普朗克在1900年发表了他的量子论。接着爱因斯坦推广普朗克的 量子论,在1905年发表了他的光子学说,圆满地解释了光电效应,又在1907年在振子 能量量子化的基础上解释了固体的比热与温度的关系问题。根据他的意见,光的能量不 是连续地分布在空间,而是集中在光子上。这个学说因为康普顿效应的发现再一次得到 了实验证明。 光子学说提出以后,重新引起了波动说和微粒说的争论,并且问题比以前更尖锐化了, 因为凡是与光的传播有关的各种现象,如衍射、干涉和偏振,必须用波动说来解释,凡 是与光和实物相互作用有关的各种现象,即实物发射光(如原子光谱等)、吸收光(如 光电效应、吸收光谱等)和散射光(如康普顿效应等)等现象,必须用光子学说来解释 不能用简单的波动说或微粒说来解释所有现象。因此,光既具有波动性的特点,又具有 微粒性的特点,即它具有波、粒二象性( wave particle duality),它是波动性和微粒 性的矛盾统一体,不连续的微粒性和连续的波动性是事物对立的两个方面,它们彼此互 相联系,相互渗透,并在一定的条件下相互转化,这就是光的本性 所谓波动和微粒,都是经典物理学的概念,不能原封不动地应用于微观世界。光既不 是经典意义上的波,也不是经典意义上的微粒。光的波动性和微粒性的相互联系特别明 显地表现在以下三个式子中:E=hv,p=h/A,p=k|u|2 在以上三个式子中等号左边表示微粒的性质即光子的能量E、动量p和光子密度p,等5 随后光的干涉和衍射现象相继发现，这些现象是波的典型性质，而微粒说无法解释。光 速的精确测定证实了波动说对折射率的结论是正确的。光的偏振现象进一步说明光是一 种横波。因此在 19 世纪末、本世纪初的黑体辐射、光电效应和康普顿散射等现象发现 以前，波动说占了优势。 为了解释光在真空中传播的媒质问题，提出了“以太”假说。“以太”被认为是一种 弥漫于整个宇宙空间、渗透到一切物体之中且具有许多奇妙性质的物质，而光则认为是 以“以太”为媒质传播的弹性波。19 世纪 70 年代，麦克斯韦建立了电磁场理论，预言 了电磁波的存在。不久后赫兹通过实验发现了电磁波。麦克斯韦根据光速与电磁波速相 同这一事实，提出光是一种电磁波，这就是光的电磁理论。根据麦克斯韦方程组和电磁 波理论，光和电磁波无需依靠“以太”作媒质传播，其媒质就是交替变化的电场和磁场 本身。所谓“以太”是不存在的。 到了 19 世纪末，因为光的电磁波学说不能解释黑体辐射现象而碰到了很大的困难。 为了解释这个现象，普朗克在 1900 年发表了他的量子论。接着爱因斯坦推广普朗克的 量子论，在 1905 年发表了他的光子学说，圆满地解释了光电效应，又在 1907 年在振子 能量量子化的基础上解释了固体的比热与温度的关系问题。根据他的意见，光的能量不 是连续地分布在空间，而是集中在光子上。这个学说因为康普顿效应的发现再一次得到 了实验证明。 光子学说提出以后，重新引起了波动说和微粒说的争论，并且问题比以前更尖锐化了， 因为凡是与光的传播有关的各种现象，如衍射、干涉和偏振，必须用波动说来解释，凡 是与光和实物相互作用有关的各种现象，即实物发射光（如原子光谱等）、吸收光（如 光电效应、吸收光谱等）和散射光（如康普顿效应等）等现象，必须用光子学说来解释。 不能用简单的波动说或微粒说来解释所有现象。因此，光既具有波动性的特点，又具有 微粒性的特点，即它具有波、粒二象性(wave particle duality)，它是波动性和微粒 性的矛盾统一体，不连续的微粒性和连续的波动性是事物对立的两个方面，它们彼此互 相联系，相互渗透，并在一定的条件下相互转化，这就是光的本性。 所谓波动和微粒，都是经典物理学的概念，不能原封不动地应用于微观世界。光既不 是经典意义上的波，也不是经典意义上的微粒。光的波动性和微粒性的相互联系特别明 显地表现在以下三个式子中：E=hν,p=h/λ,ρ=k|Ψ|2 在以上三个式子中等号左边表示微粒的性质即光子的能量 E、动量 p 和光子密度 ρ，等