Page 120 - 世界学

104 世 界学 Shi Jie Xue

对黑体辐射谱的能量分布律。这个规律是量子理论发展的出发点。这规律的基础是
假定物质发出光和吸收光具有不连续的特性，并且假定光为一个一个有限部分——

光量子——发出或吸收。
光量子，简称光子（photon），是传递电磁相互作用的粒子，是一种规范玻色子，

在 1905 年由爱因斯坦提出，1926 年由美国物理化学家吉尔伯特·路易斯正式命名。
磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。光子静

止质量为零。光子以光速运动，并具有能量、动量、质量。
光子在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光

子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性可由光电效应证
明。光子只能传递量子化的能量，是点阵粒子，是圈量子粒子的质能相态。
2. 光子特性

量子电动力学确立后，确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通
过发射或吸收光子而相互作用，正反带电粒子对可湮没转化为光子，它们也可以在

电磁场中产生。
光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少正比于光波的频率大小，

频率越高，能量越高。当一个光子被原子吸收时，就有一个电子获得足够的能量从
而从内轨道跃迁到外轨道，具有电子跃迁的原子就从基态变成了激发态。
2
光子具有能量，也具有动量，更具有质量，按照质能方程，E=mc =hν，求出
2
m=hν/c ，光子由于无法静止，所以它没有静止质量，这儿的质量是光子的相对论
质量。

有人根据量子场论，认为一对正反粒子可发生湮灭变成一对高能光子，同样一
对高能光子在高温下亦可产生一对正反粒子。

3. 光子内部结构
光子同中子和电子一样，也是有其规范的内部结构的。在它的内部亦有一个致

密的光子质核，这就是现代物理学所称的中微子。这种性质的中微子既不带微核荷，
也不带微电荷，因此，它不受宇宙中任何力场的影响，实属于自由粒子。

自由中微子俘获一个负微微粒子的剥离核作为轨道游离子，它就形成一个正
+
中微子（ν ），带有一个正微核荷；俘获一个正微微粒子的剥离核作为轨道游离
-
子，就形成一个负中微子（ν ），带有一个负微核荷。正负中微子，也就是正负光