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以物理來說,這世上的一切東西可分為兩類︰物質(matter)與能量(energy),
所有的東西,不是物質,就是能量,而且只能是其一。但有一個東西例外,這
個東西就是光。光線的進行方式顯示了很多能量波(wave)的特質,因此是能
量,但偏偏它又會有光電效應(photoelectric effect)的情形,因此也非得將
它算成是物質般的粒子﹙也就是所謂的光子photon﹚。因此光有「波粒二元
性」,又是物質、又是能量,但卻是一個東西,並不衝突。
1. 光的「波粒二元性」,是不是表示「光」符合「能量」的特性,又同時符合
「物質」的特性呢?以我的理解 : 光的「波粒二元性」是說光具有波的特性,
也具有粒子的特性.人們觀察巨觀世界的現象時,發現可以用粒子或波動來描述
或解釋很多現象.於是我們試圖用這兩種模型去描述光或原子世界的行為. 結
果,我們發現光或原子的世界,都同時具有類似粒子與波動的行為.例如 : 電
子也具有波動性質,也會形成干涉圖案
我並不將粒子與波動分別去對應物質與能量
A: 對所有「不衝突」的特性來說,是的。但對「能量」與「物質」的特性衝突
的時候,就只能是其中一個
例如︰
物質都有質量,光有物質的特性,所以光也有質量?不能這麼推論,因為光也
有能量的特性,而能量都沒有質量。光不能是有質量且又是沒有質量的,它只
能是其中一種情況。結果發現︰光子是沒有質量的粒子﹙massless particle﹚
光束經過質量大的星球時,也會受萬有引力的影響而彎曲
可以用光子具有質量來說明,也可以用空間彎曲來描述
光子的靜止質量為零(當觀察者與光子的相對速度為零時)
我們所觀察到的光都具有能量,而能量與質量是等義的(E=mc^2)
2. 光的「波粒二元性」,是不是表示我們可以將「光」單獨當成「物質」來
看,或將「光」單獨當成「能量」來看呢?
A : 大部分的時候可以,但必須注意的是,將「光」當成其中一元來看的時
候,必須「同時考慮」到它另外一元的特性,若是會有衝突的時候,就不能單
獨以一元的特性來看「光」。
光為何只能呈現波動或粒子兩者之一呢?
其實當我們以波動的角度去觀察光時, 我們便會看到光的波動性
當我們以粒子的角度去觀察光時, 我們便會看到光的粒子性
重要的是能在不同的狀況條件下, 選對參考角度/座標
則可以對於現象的描述與理解更容易