什么是光子?

光子是电磁能的最小粒子，因此也是光的最小粒子。光子可以以光速传播，因为它们没有质量(这要归功于相对论)。光子也没有电荷。

光子代表电磁辐射的整个光谱。其中包括无线电波、伽马射线和可见光。

NASA 电磁波谱图

光子携带电磁能。这种能量包括我们能看到的可见光以及许多其他类型的低能和高能形式的能量。图片来源：NASA

光子：波粒二象性

和许多其他受量子力学支配的粒子一样，光子兼具波和粒子的特性。光子以波的形式传播，其中局部电场和磁场的强度振荡，在高能级和低能级之间有规律地来回摆动。

光子的能量决定了光子发射的电磁辐射类型。这意味着低能光子携带无线电波。无线电波被称为长波长，因为波的底部和波峰相距相对较远。高能光子携带伽马波。伽马波被称为短波长，因为其波的底部和波峰非常接近。

光的历史视角

科学家发现光子既是波又是粒子，这是量子力学发展的关键部分。艾萨克·牛顿认为光以粒子形式传播的部分原因是光从表面反射的方式。但克里斯蒂安·惠更斯指出，光穿过一个小孔散开，而不是停留在一个点上。这意味着光一定是波，光以类似于水波纹的方式散开。惠更斯的波动模型在 19 世纪的实验中获得了进一步的支持。