我对光的波粒二象性学说的粗浅认识
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|个人分类:|系统分类:|关键词:光子，光量子，波粒二象性，光通信
马欢老师起对光子概念和光本质等问题的讨论，我在写第三版＜计算机网络系统结构分析＞一书中，从光通信的角度对此做过一些粗浅分析和思考，愿在此科学网平台上与马欢老师及有关专家共同探讨，错误之处，欢迎指正！
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他激幅射是光放大器和激光器工作的基础
物质存在有三种基本形态：第一是基本实物粒子，包括电子、离子、分子、原子、中子、质子等，它们有静态质量；第二是由基本粒子按一定结构关系组成的物体，包括无机和有机物体，这是我们最常见的物质形态；第三是场和波，包括电磁波、电磁场、光、各种射线和各种力场，它们没有静态质量，但有动量和能量。310 8 m/s10 – 8 1000nm光子不是实物粒子而是以光速传播的电磁波列，应该把光子称为“光子波”或“光波子”更准确些。这种光波子本身就具有波粒二象性。光波子既有一个、一个独立传播的粒子性，而每个粒子本身就是一列高速传播的电磁波而必定具有波动性。
这些大量随机辐射的光波子的频率应该是在一个给定的频谱范围内，这一频谱范围正好对应光源材料激发态的能带范围
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Copyright &作者：Alberto Peruzzo 来源：《科学》 发布时间： 15:28:04
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科学家同时观察到光的波粒二象性
&&& 上面的想象图演示的是单光子穿过干涉仪时的情景，干涉仪的输出端装有量子分光镜。图中远处可以看到正弦振荡的波形，表示的是单光子干涉，是一种波动现象。而在图片近处，观察不到振荡，说明只表现出粒子的特性。在两种极端之间，单光子的行为连续不断地从波的形式向粒子形式转变，图中显示了这两种状态的重叠。
&&& 受艺术家毛里茨&科内利斯&埃舍尔作品的启发绘制的艺术图，显示了光在粒子态和波形态之间的连续变化。
&&& 受艺术家毛里茨&科内利斯&埃舍尔作品的启发绘制的艺术图，显示了光在粒子态和波形态之间的连续变化。
阿尔贝托&佩鲁佐(左)和彼得&夏伯特(右)，研究论文的并列第一作者。
&&& 实验中用以检测波粒二象性的量子光子芯片。单光子通过光纤进入环路，在输出端被极其敏感的探测器检测到。
北京时间11月8日消息，长久以来，人们都知道光既可以表现出粒子的形式，也可以呈现波动的特征，这取决于光子实验测定时的方法。但就在不久之前，光还从未同时表现出这两种状态。
关于光是粒子还是波的争论由来已久，甚至可以追溯到科学最初萌芽的时候。艾萨克&牛顿提出了光的粒子理论，而詹姆斯&克拉克&麦克斯韦的电磁学理论认为光是一种波。到了1905年，争论出现了戏剧性的变化。爱因斯坦提出光是由称为&光子&的粒子组成，借此解释了光电效应。他也因此获得了诺贝尔物理学奖。光电效应的发现对物理学影响深远，并为后来量子力学的发展作出了重大贡献。
量子力学在对微小粒子，如原子和光子的行为预测上，具有惊人的准确性。然而，这些预测非常违反直觉。比如，量子理论认为类似光子的粒子可以同时在不同的地方出现，甚至是同时在无穷多的地方出现，就像波的行为一样。这种被称为&波粒二象性&的概念，也适用于所有的亚原子粒子，如电子、夸克甚至希格斯玻色子等。波粒二象性是量子力学理论系统的基础，诺贝尔奖获得者理查德&费曼将其称为&量子力学中一个真正的奥秘&。
刊于《科学》杂志上的两组独立研究，利用不同的方法对光从波形态向粒子态的转变进行了测定，以揭示光的本质面貌。两组研究都来源于理论物理学家约翰&惠勒于上个世纪80年代进行的经典实验。惠勒的实验提出，观察光子时应用的方法，将最终决定光子的行为是像粒子还是像波。
阿尔贝托&佩鲁(Alberto Peruzzo)佐是布里斯托大学量子光子学中心的研究员，在他的带领下，一个由物理学家和量子理论物理学家组成的团队根据惠勒的实验设计了新的方法，以同时观测光的粒子性和波动性。他们利用光分离器使一个光子纠缠另一个光子。通过对第二个光子的测定，来决定对第一个光子的测定方法。这一过程使研究者得以探索光从波的形式向粒子态转变的过程。
&这种测量装置检测到强烈的非定域性，证实了实验中光子同时表现得既像一种波又像粒子，&佩鲁佐说，&这对光或者是波形态，或者是粒子态的模型是非常有力的反驳。&
量子光子学中心的主管杰里米&奥布莱恩(Jeremy O&Brien)说：&为了进行这项研究，我们使用了一项新颖的量子光子芯片技术。这种芯片具有可重构性，即它可以根据不同的电子环路来进行编程和操控。这项技术在今天的量子计算机研究中处于十分领先的地位，而在未来，它还将带来更多有关量子力学尖端研究的重要成果。&
尼斯大学国家科学研究中心的弗洛里安&凯瑟(Florian Kaiser)利用纠缠光子对实现了惠勒的实验。一个光子通过干涉仪被探测到，使研究者能够测定第二个光子的状态，是像波的形式还是粒子形式，或者是二者之间。他们的实验也实现了光子从波的形式向粒子状态的连续转变。（来源：新浪科技 任天）
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<span style="color:#14/9/27 16:27:21 sea88sky
《光热本质新论》找不到卖家，更找不到电子版本。
<span style="color:#14/9/5 11:21:52 mz0109
新世纪文化出版社出版的《光热本质新论》否定自然界中存在电场、磁场和引力场，所以爱因斯坦不能建立既包括电磁场又包括引力场的统一场。《光热本质新论》不但把物质波和电磁波统一在了一起，也把光和热也统一在了一起，实现了物理学的又一次大统一。
<span style="color:#13/4/28 23:19:23 Roger209
波粒二象性 量子光学
<span style="color:#12/12/27 23:55:01 ss1234
之所以光可以同时具有波粒二象的性质，而且还可能存在中间状态，一种设想是光可能是由两束或几束相互垂直的波组成的。而这几束波在传播过程中又有相对相位的位移。光的确很奇妙。终有一天我们会搞清楚它。
<span style="color:#12/12/18 22:55:00 ewq
不需要任何仪器探测，去年我花了几周时间就把宇宙时空的创建原理机制给透析了，光子的波粒二象性行为表现特征是基于构建光子的成分子之间相位不稳定而导致的不间断相位转换而形成的缩胀行为，可确定光子存在一个不稳定的核，核外轨道上有两颗至四颗轨道子，光子的轨道子极大可能是中微子。而高能射线具有更大质量的核子，因此高能射线核子引力更强更稳定而波长更短穿透力更强。关于波粒二象性有两个问题_物理吧_百度贴吧
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1.如果光是粒子，光从无到有的时候，光子的速度从0到 c，其加速度由谁提供2.如果光是波，持续震动的波源又是啥？
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1. 光的静质量为0 。2. 变化电场产生变化磁场，变化磁场产生变化电场，那么最开始当然是电子产生的变化电场了。
光不是粒子也不是波
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Lecture 1: The Importance of Chemical Principles 化学原理的重要性
Lecture 2: Discovery of Electron and Nucleus 电子与原子核的发现
[第3课]光的波粒二象性
Lecture 3: Wave-Particle Duality of Light 光的波粒二象性
Lecture 4: Wave-Particle Duality of Matter 物质的波粒二象性
Lecture 5: Hydrogen Atom Energy Levels 氢原子能级
Lecture 6: Hydrogen Atom Wavefunctions 氢原子波函数
Lecture 7: P-Orbitals P轨道
多电子原子与电子态
Lecture 11: Lewis Structures Lewis结构
Lecture 12: Ionic Bonds 离子键
Lecture 13: Polar Covalent Bonds and VSEPR Theory 极性共价键和VSEPR理论
从这一讲开始，我们学习分子轨道理论。与之前所学的Lewis结构不同，分子轨道理论完全基于量子力学，因而它的正确性更高。在这节课中，教授给我们展示了很多同核双原子分子的分子轨道的例子，我们学习了如何去画分子轨道图以及如何预测分子的电子构型。
简介：这一集中，我们讲到了价电子成键理论，讨论了sigma键和π键，以及单键双键和三键的区别与联系。此外还讨论了轨道杂化，课堂上提到了sp3杂化，sp2杂化和sp杂化，并分别给出了具体的例子。
简介：教授在这堂课中介绍了热化学的基础知识，重点讲解了“价键理论”和“杂化轨道”方面的知识，介绍了复杂分子中如何确定轨道的杂化方式，第二部分中，讲解了化学反应中的能量和热焓，重点讲解了结合能和键热焓，以及热的形成等知识。
简介：本讲首先以吗啡及其派生物的结构与性质为例，复习了轨道杂化的概念，然后开始介绍热力学部分。其中介绍了盖斯定律，总结了三种计算化学反应的焓变的方法，并着重讨论了自由能与熵在判断反应的自发性上的作用，最后还介绍了计算化学反应的熵与自由能的方法。
简介：本讲首先介绍了用生成自由能来判断化合物的稳定性；然后详细讲解了温度对反应自发性的影响；并着重分析了不同温度下自发反应方向的判断；最后介绍了热力学和生物系统中的问题，包括耦合反应和氢键。非常有趣的是，教授用烤面包的例子，生动说明了温度对自发反应的影响。
简介：本讲首先介绍了下半部分课程的主要内容，然后介绍了化学平衡，反应商，平衡常数，以及勒夏特列原理等重要概念。其中重点讲授了，如何从不同角度来判断反应是否达到平衡态，从而确定反应自发进行的方向，以及在平衡态被破坏之后，反应该向着哪个方向进行，直到再次达到平衡态。有意思的是，教授还分享了她所遇到的趣事，来告诉学生学习化学的重要性，而且还通过勒夏特列原理来鼓励学生自我减压。
简介：这一讲继续了勒夏特列原理的内容，我们讨论了当各种不同条件变化时，反应平衡会朝着哪个方向移动。我们还学习了van’t Hoff方程。另外，课程还给我们展示了一些化学平衡在工业上和生物上的应用。
Lecture 21: Acid-Base Equilibrium 酸碱平衡
Lecture 22: Chemical and Biological Buffers 生物化学交叉科学
Lecture 23: Acid-Base Titrations 酸碱滴定
Lecture 24: Balancing Redox Equations 氧化还原平衡
Lecture 25: Electrochemical Cells 电化学细胞
Lecture 26: Chemical and Biological Redox Reactions 化学和生物氧化还原反应
Lecture 27: Transition Metals 过渡金属
Lecture 28: Crystal Field Theory 晶体场理论
Lecture 29: Metals in Biology 生物学中的金属
Lecture 30: Magnetism and Spectrochemical Theory 磁性和光谱化学理论
Lecture 31: Rate Laws Rate定律
Lecture 32: Nuclear Chemistry and Elementary Reactions 核化学与基本反映
Lecture 33: Reaction Mechanism 反应机理
Lecture 34: Temperature and Kinetics 温度和动力学
Lecture 35: Enzyme Catalysis 酶催化
Lecture 36: Biochemistry 生物化学
学校：麻省理工学院
讲师：Catherine Drennan,Elizabeth Vogel Taylor
授课语言：英文
类型：化学 国际名校公开课
课程简介：课程是化学的基础导论课程。主要介绍生物化学、无机化学和有机化学，重点是原子和分子的电结构、热力学、酸碱性和氧化还原平衡、化学动力学、催化作用等方面的基本原理。
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