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单个光子具有频率和波长吗?

(2017-12-06 21:03:51)
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分类: 光子•量子

单个光子具有频率和波长吗?

灵遁者国学智慧 2017-12-04 11:40:10

头条问题:在看量子力学书籍《见微知著》中关于光的本质问题的章节中。作者回答了很多问题,但最后问了这样的一个问题。谁能回答?问题摘录如下:我们的问题没有最后的一个。其实关于光,再多的问题也不多余,真正的难题,还没有解决? 麦克斯韦当初计算出电磁波速度是光速,大胆预言光就是电磁波。可是到现在有谁能说明光速为什么是30万米每秒,而不是29万米每秒。电磁波在真空中是30万米每秒,是频率和波长的乘积。可是单个光子速度也是30万米每秒,单个光子也有频率和波长吗?各位为什么说我们的问题永远不会是最后一个了吧?

单个光子具有频率和波长吗?

这个问题,你怎么回答??? 看看科普学者的回答吧。

1、【萧轩回答】单个光子也是有波长与频率的。

单个光子是一个比较新的可操作的物理概念——因为物理学家真的可以制造出单光子光源。

虽然“单光子”听起来好像一个苹果或者一张桌子一样,似乎没有“波动性”。但是,量子力学已经告诉我们,单个微观粒子都可以表现出的是“波粒二象性”——也就是说,单个微观粒子同时具有波动性与粒子性。光子是微观粒子,所以也同时具有波动性与粒子性。这样就回答了你的问题——单光子也是有波长的。

单个光子具有频率和波长吗?

正因为单光子有波动性,所以在做单光子双缝干涉实验的时候,虽然我们不知道光子是从哪一个缝过去的。但是,光屏上依然可以得到干涉条纹。这个实验充分证明了单光子确实是具有波动性的。目前已经做出了很稳定的单光子源,很多大学都是有条件来做这个实验的。

既然单光子具有波动性,那么就说明单光子也是有波长的。不过,具体单光子的波长在实验上怎么测量,这个是非常难的,因为单光子很脆弱,而波长一般情况下是一个经典光学的概念——一般用光栅测量。单光子的波长我们认定它等于该种光子组成的激光的光波的波长——这就好像我们很难测出一只蚂蚁的体重,但我们很容易测出1000万只蚂蚁的体重。

单个光子具有频率和波长吗?

另外,你提到单光子的频率,单光子的频率也是存在的,而且单光子的频率正比于单光子的能量,它们之间的比例系数是普朗克常数。当然,单光子的频率测量起来也很不容易,不过在墨子号的量子卫星等实验中,处处用到单光子,因此虽然实验难做,我们中国科学家不是已经取得了一定的成就了吗?


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