量子通讯采用单光子传输,光量子

光量子是什么物质?

量子通讯采用单光子传输,光量子


光量子简称光子 , 是人类最早认识的微观粒子 。阳光??和篝火是原始人抵御风寒和野兽所必不可少的 , 是原始人心中的神明 。大约三百年前 , 牛顿通过实验? , 发现了光的粒子性 , 认为光是一种微小的粒子 。然而 , 没过多久 , 人们又发现光可以产生衍射和干涉图像 , 认为光只是一种波 。于是 , 关于光的波粒之争始终不断 , 持续了上百年的时间 。
到了近代 , 爱因斯坦借助于光电效应 , 证明了光是由粒子组成的 , 即光的本质是粒子 。稍后 , 量子力学认为 , 包括光子在内的一切粒子 , 都同时具有波动性和粒子性 。由于目前的量子力学只是一个唯象型的理论 , 注重的是建立微观现象之间的外在联系 , 认为波粒二象性是粒子本身的内在属性 。这种观点缺乏具体的物理机制 , 不仅使粒子的行为显得异常诡异 , 而且还阻断了认识的进入发展 。
【量子通讯采用单光子传输,光量子】如果从构建的角度来看 , 宇宙是由量子构成的 。离散的基态量子构成空间 , 离散的激发量子就是光子、x射线和中微子等 , 而由高能量子组成的封闭体系则成为物质 。于是 , 所谓光子就是受到激发的量子 , 属于能量的范畴 , 光子的波动性是由空间的量子性所决定的 。光子同时既具有其自身的粒子特性 , 又不可避免地会受到空间波动的影响 。反之 , 物质的本质是被封闭的能量 。
光量子能量公式E=(hc/λ)究竟该如何定义?
量子通讯采用单光子传输,光量子


光量子的能量为E=hυ , h为普朗克常量 , υ为光子的频率 。按照量子力学的描述 , 光的能量是不连续的 , 应该是独立的一份一份的 , 这个独立的一份能量称之为光量子 。什么意思呢?我们举个例子 , 现在有一束光 , 一束单频率的光 , 它的频率为υ , 按照量子力学的解释 , 这束光的能量 , 应该是hυ的整数倍 , 能量的最小单位是hυ , 这个时候 , 这束光相当于是一堆的粒子 , 每一个粒子都具有相同的能量hυ , 这种粒子是一种能量的载体 , 称之为光量子 。
那么经典的波动学是怎么解释呢?波动学认为这束光是一堆的波 , 这些电磁波承载了光的能量 , 具体能量大小有电磁波震荡的振幅决定 。能量的多少 , 由发光强度决定 , 光强越大 , 能量越大 。两种解释似乎都是完美的 , 尤其是光的波动学说解释 , 在二十世纪前基本是盖棺定论了 。一个神奇的现象 , 光电效应出现了 , 这个问题是这样描述的:当给金属板光照时 , 金属板表面的电子会逸出 , 实验观察发现 , 光的频率越高 , 电子逸出后获得的动能就越大;光的强度越大 , 逸出的电子数目越多;但光的频率低于某一个值后 , 即使光强度很大 , 也不会有电子逸出 。

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