現在普遍較認同的是波粒二象性這種理論，因為光一方面具有波動的性質,如干涉、偏振等；另一方面又具有粒子的性質,如光電效應等.這兩方面的綜合說明光不是單純的波,也不是單純的粒子。

我們說一個東西是（經典的）粒子，其實是它有確定的位置和速度（動量），但是光沒有，所以不是；

我們說一個東西是（經典的）波，是指它是連續的，光有量子型，也不是；

所以，光既不是粒子也不是波。

但是，光能量是一份一份的，很像粒子；

但是，光能干涉能衍射，很像波；

所以，光既像粒子又像波。

光是什麼？

光就是光

這樣說能明白嗎？我們瞭解了光的所有屬性，那他到底“是”什麼已經不重要了，他是一個新的概念，不能用舊的概念“粒子”或“波”來套用

看來我好想說了一些不明不白的話啊……其實本意是賣弄一下我那基本沒有的文藝細胞，結果頹了……

有同學表示粒子不必“有確定的位置和速度”，這個必須要說說了。

首先，“波粒二象性”裡面的波和粒子，都是指經典的粒子，是人們想把經典概念直接推廣的結果；如果直接說（量子的）粒子有（量子的）波（量子的）粒二象性，這個就比較奇怪了……

然後，經典的粒子，運動需要有位置和速度來確定，所以每時每刻都要有確定的位置和速度，否則以這個時刻為初始時刻，運動方程是沒有初始條件的，也就談不上確定解。

最後，經典的波是連續的，這個我想應該沒什麼疑問，正是由於連續性不能解釋光電效應，我們才有了探索新理論的動力。

然後，量子力學入門之後，我們一般是不用“波粒二象性”的說法的，因為它是用兩個經典概念去套一個全新的概念，並不十分全面，只是對經典力學到量子力學思維的過度有少量的幫助。在量子力學中，我們普遍地使用“態”和“本徵值”的概念。與其說糾結“波粒二象性”，不如理解一下“態”這個概念比較好。

若干年之前，我還糾結過如何將“態”的概念推廣到經典力學……有時間的話分享給大家……不過沒什麼意思就是了……

光是波還是粒子？為什麼？

光，既是波又是粒子，同時具有兩種特徵，又被稱為波粒二象性。光在宏觀上顯示出波的性質，以電磁波的形式散發能量，在微觀下，顯現出粒子的性質。至於為什麼，且聽我慢慢分析。

光的波動性

光的研究歷史和力學一樣著名，早在古希臘時期人們就已經發現了光的反射現象，但在近現代之前人類對於光的本質的理解幾乎再沒有進步，只是停留在對光的傳播、運用等淺顯的層面上。直到近現代，對光的研究才開始迅速發展；荷蘭物理學家惠更斯是第一次比較完整的提出光波動原理，又稱惠更斯原理。惠更斯原理認為:對於任何一種波，從波源發射的子波中，其波面上的任何一點都可以作為子波的波源，各個子波波源波面的包洛面就是下一個新的波面，在此原理基礎上，他推倒出了光的反射和折射定律，圓滿的解釋了光速在光密介質中減小的原因，同時還解釋了光進入冰洲石所產生的雙折射現象，但它卻無法對光的衍射現象作出解釋 ，也就是它可以確定光波的傳播方向，而不能確定沿不同方向傳播的振動的振幅。直到後來，菲涅耳對惠更斯的光學理論作了發展和補充，創立了“惠更斯--菲涅耳原理”，才較好地解釋了衍射現象，完成了光的波動說的全部理論。但是由於不能很好的解釋衍射效應，不久牛頓提出了光微粒說，由於當時牛頓的學術地位，人們普遍認為光具有粒子性。

光的粒子性

著名物理學家牛頓在《光學》一書中較為全面的闡述了光的特性，光具有粒子性，1655年，牛頓透過三稜鏡將光分解出來，在發現這些重要現象的同時，根據光的直線傳播性，認為光是一種微粒流，微粒從光源飛出來，在均勻介質內遵從力學定律作等速直線運動，並且用這種觀點對摺射和反射現象作了解釋。這可以合理解釋光的直線傳播和反射性質。但是，對於光的折射與衍射性質，牛頓的解釋並不很令人滿意，他遭遇到了較大的困難。直到十九世紀初衍射現象被發現，光的波動理論才重新得到承認。而光的波動性與粒子性的爭論從未平息，直到詭異的光的雙縫實驗被驗證。

雙縫干涉實驗

在雙縫實驗裡，從光源傳播出來的相干光束，照射在一塊刻有兩條狹縫的不透明擋板 。在擋板的後面，擺設了攝影膠捲或某種偵測屏 ，用來紀錄到達的任何位置 的光束。最右邊黑白相間的條紋，顯示出光束在偵測屏的干涉圖樣。就是說已知光是粒子性的情況下顯現出了光的波動性，這個詭異的實驗也由此打開了量子力學的大門。具體實驗是讓一束光源透過雙縫，然後再雙縫後面的光屏上面觀察到了干涉條紋，這是由於光具有波動行大家都知道，隨後當人們一個一個發射光子或電子的時候最終仍然在光屏上出現了明暗相間的條紋，這令科學家大吃一驚。

圖注：雙縫實驗示意圖

圖注：單個電子雙縫實驗

光具有波粒二象性波粒二象性指的是所有的粒子或量子不僅可以部分地以粒子的術語來描述，也可以部分地用波的術語來描述。。愛因斯坦這樣描述這一現象：“好像有時我們必須用一套理論，有時候又必須用另一套理論來描述（這些粒子的行為），有時候又必須兩者都用。我們遇到了一類新的困難，這種困難迫使我們要藉助兩種互相矛盾的的觀點來描述現實，兩種觀點單獨是無法完全解釋光的現象的，但是合在一起便可以。”波粒二象性是微觀粒子的基本屬性之一。

圖注：關於光為什麼顯現出兩種性質圖解

光具有波粒二象性，在托馬斯楊的雙縫實驗後，普朗克的的黑體輻射定律，以及愛因斯坦的光電效應也都給出了明確的解釋。但我們仍然沒有完全洞察到光為何會展現出這種性質，我們不得而知，必定還有更多的秘密等待著我們去發現。

“光具有波粒二項性,愛因斯坦於1905年提出光量子說來解釋該實驗.即認為光是一束束以光速運動的粒子流,每一個光粒子都攜帶著一份能量.光量子說受到普朗克量子說的很大影響.普朗克在解釋黑體輻射問題時認為光在發射和吸收過程中具有粒子性.愛因斯坦則進一步認為光在傳播過程中也具有粒子性. 光一方面具有波動的性質,如干涉、偏振等；另一方面又具有粒子的性質,如光電效應等.這兩方面的綜合說明光不是單純的波,也不是單純的粒子,而是具有波粒二象性的物質.這是認識上的不斷加深而得到的結論.應該注意這也還不是最後的答案.對於光的本性,雖然經過這麼多年的探索,我們所知道的也的確是太少了.光到底是什麼?是在某一時刻表現為粒子,而在另一時刻表現為波?還是完全不同於我們現在所知的某種物質?這些問題也是當今的科學家們在苦苦思索的問題.”

光具有波粒二象性。既可以說是波，也可以說是粒子。但目前對於光究竟是什麼，科學界也還是爭論不休，也可說既不是波，也不是粒子。

說光是波，是因為光具有波的性質，有干涉（光穿過小縫隙能形成亮暗相間的條紋）、衍射（光能繞過大小尺寸合適的障礙物向前傳播）、偏振（光振動的空間分佈對於光的傳播方向失去對稱性）這些波特有的現象。

說光是粒子，是因為光子具有能量（愛因斯坦透過光電效應現象的研究，提出光子說，光子的能量E=hv。用光電效應方程Ek=hv-Wo很好地解釋了光電效應現象）；也因為光具有動量（康普頓的康普頓效應發現光在相互作用中，光的波長會發生變化，符合動量守恆定律，光子的動量p=h/入）。

而光子能量E=hv中的v為頻率，光子動量p=h/入中的入為波長，光速C=入v，波長和頻率又是波的特徵，又把粒子性和波動性聯絡起來。因此光具有波粒二象性，即既有波動性也有粒子性。只不過有時波動性明顯，有時粒子性明顯。

當光子數越少、相互作用、頻率越大時，光的粒子性越明顯。當光子數越多、傳播過程、頻率越小時，光的波動性越明顯。

德布羅意更是提出實物粒子也具有波動性，波長入=h/p，並由湯姆遜、戴維孫透過電子衍射實驗得以證實。只不過因為實物粒子的動量p=mv太大而很難觀察得到波動現象。故也可以說，實物粒子其實也具有波粒二象性。實物粒子的波稱為物質波。

這是題主你自己考慮的問題嗎？如果題主你自己就在研究這樣的問題，那麼恭喜你。太厲害了，考慮了物理學的本質問題，也是我們物質世界的本質問題。

數百年前，牛頓他們就開始爭論光到底是什麼。牛頓認為是微粒，光如同一個個小球一樣，在空中飛行，遇到牆也會彈回來。惠更斯認為是波，就如同水波一樣。這兩種理論都能夠解釋光的一些基本現象，比如直線傳播、反射定律。但是在解釋折射現象的時候，牛頓的微粒說遇到一些問題，無法解釋折射現象。

但是惠更斯的波動理論能夠解釋。這時候波動說略勝一籌。但是波動說也有一點問題。水波能傳播，是因為有水作為介質。聲波能傳播，是因為有空氣作為介質。我們抖動繩子，繩子上的波紋也會傳播，是有繩子作為介質。也就是說每一種波都需要介質才能傳播。那麼光傳播的介質是什麼？光能夠在真空中傳播，但是真空中什麼都沒有啊。於是為了調和這個矛盾，科學家們設想宇宙中存在一種物質叫以太。以太無處不在。光就是在這種介質中傳播的。科學家們就想透過實驗來找以太這種物質。但是很不幸，一直沒找到。邁克爾遜和莫雷透過實驗，證實以太不存在。這時候科學家都很懵。

20世紀初的時候，量子力學開始逐漸發展。在研究量子力學的過程中，就發現一個問題——光電效應。就是說用光去照射金屬板，金屬板上會有電子射出。但是用不同顏色的光去照，有的光能夠照出電子，有的光不能，哪怕把光強變大也不行。根據我們以往的波的理論，這個現象波動理論無法解釋。這時候波理論不好使了。這時候愛因斯坦提出了光量子理論，他把光子設想成一個個粒子，如同小球一樣。這時候完美解釋了光電效應。粒子理論又顯得很完美。

但是另外一些現象，衍射、雙縫干涉都用粒子無法解釋，只能用波動理論來解釋。

這時候我們發現，粒子和波這兩個理論都無法單獨解釋光的所有現象。每一個理論都能解釋一部分，兩個理論合在一起，就能解釋光的所有現象。

這時候雖然我們不願意，但是我們不得不面對這樣的現實，光具有波粒二象性。粒子和波本來是相對的，完全不同的物理概念，根本不可調節。但是此時我們似乎不得不接受這樣的現實，光既有粒子性也有波動性。

這時候我們不得不提一下德布羅意的貢獻。在解釋了光電效應之後，人們認識到光的波粒二象性。但是我們還是習慣上認為只有微觀粒子，甚至無質量的粒子，比如光子，才有波粒二象性。實物粒子，宏觀上看，物質都是粒子的，不是波。但是此時德布羅意說，不對，所有物質都有波動性。他還給出了我們物質的波長公式，直接算出了一些物體的波長。但是別人可能會問，既然物質都是波，那麼為什麼生活中我們感受不到呢？德布羅意說，那是因為波長太短了。這個理論一出，他的導師都不相信，覺得太扯了。後來愛因斯坦看到了，他覺得德布羅意可能是對的。知道後來，我們的一些實驗，實物粒子做出了干涉條紋。這個理論被大家才接受。

所以說不僅光具有波粒二象性，所有物質都具有波粒二象性。可能波粒二象性是宇宙物質的根本屬性

光既有波動性，又有粒子性，具有波粒二象性。

光的干涉、衍射、偏振等現象證明光具有波動性，且是橫波。光就是電磁波。

光電效應又證明具有粒子性。

光具有波粒二象性。粒子是光存在的物質基礎，波是光這種物質的運動方式。

不僅僅光具有波粒二象性，而是任何物質都有波粒二象性，只不過微觀粒子更顯示波的性質（即運動性），而宏觀物質更顯示物質粒子性（即形態性）。

物質的運動性，即波動性，是物質的能量體現，而物質的形態性（即粒子性），顧名思義。

請問一下，一公斤光（從光具有動態質量、受引力影響上講）與一公斤普通物質（比如水），二者所包含的能量誰大？按照愛因斯坦質能方程E=mcc，知道它們所包含的能量是一樣的。我們知道，水有熱能，當這種熱能高於體溫時我們就能感覺到的；當太陽光射到我們的身上時，我們也同樣感到熱能的存在。但是，幾束光線相當的質量與一公斤四、五十度水的質量有天壤差別，但是，人們感到它們的熱度卻差不多，為什麼呢？這就牽扯到了能量釋放的問題。我們知道，光在按照它固有的速度——光速運動時，其動能為二分之一mvv，而v=c,所以光的動能（即釋放能）是蘊含的一半。又由於一般物體達不到光速，所以光的釋放能最大，而核爆炸的能量、分子間的結合能（如水的熱能）都遠遠小於蘊含能量的一半的，因此不僅我們普通人，就是一些科學家也直接把光看成能量本身，而不是物質了。光釋放能量的最大，說明它的波動性最強，而一般物體，就是接近絕對溫度時（但不能達到這個值），也有電磁波釋放的（光也是電磁波），也會有中微子釋放的，就是說它也有波動性的。相反，光的釋放能就是最大，即波動性最強，還是有一半蘊含能存在且顯示物質的粒子性、形態性的。（首）

光具有波粒二象性，即是電磁波也是粒子，光子靜止時質量為零，但是光子是一直運動的，是有能量和質量的。E=Hf=mc2可求出質量。

光有衍射和折射，確實是波的屬性；但光參與光電作用卻確鑿的證明光是粒子，它既似波又似粒子，我們就叫這做“波粒二象性”。

其實不只光，任何亞原子粒子，不論質子、中子、電子等等，在運動中都是既像波又像粒子，這些粒子在精密設計的實驗中都能發生折射和衍射，而並非直線運動。

光有能量，當然也有質量，這是學物理的人都知道的。你面前的顯示器照著你，因為光有質量，你會被這些光產生的壓力壓迫(光壓)，只不過它極其微小，你毫無知覺。

物體發光本來就會損失能量，等價於損失質量，這些能量(質量)被光帶走了，如果加上這些光的質量，則完全符合質量守恆定律(其實也是能量守恆定律)。

對於這個問題首先要知道光是什麼？

最開始牛頓認為光是一種微粒

牛頓在1666年的時候做了一個實驗，就是光的色散實驗

什麼是色散呢？

很簡單就是把一個三稜鏡放在太陽光底下，太陽光照過來之後，那麼三稜鏡就會把陽光分成七種顏色

他還可以吧三稜鏡再反過來匯聚成一種顏色

得到的結論是白光是由七種顏色的光組成的

並且發現了後來人叫牛頓環的東西，透過這個牛頓環得到一個結論，就是光是一個粒子

在他的著作《光學》中就提出了微粒說的觀點，也就是說光是在以太中運動的微粒

微粒說可以解釋光的折射和反射

比如說光為什麼在介面上會發生反射，因為光是個粒子，它撞了介面以後就像檯球一樣就反射了

到胡克，惠更斯他們認為光是一種波動，也就是說光是在以太中傳播的振動

其實就是把光和聲音類比起來了，聲音是在空氣介質中傳播的一種振動，也就是波動說的由來

再到托馬斯楊的雙縫干涉實驗和菲涅爾證實的光的波動說

什麼是干涉？就是兩列波一疊加，有的地方振動加強，有的地方振動減弱

兩列或幾列光波在空間相遇時相互疊加，在某些區域始終加強

在另一些區域則始終削弱，形成穩定的強弱分佈的現象

透過這個實驗證明了光是一種波，光具有波動性

以及麥克斯韋提出的電磁學理論，透過這個人們知道光是一種電磁波

但是到20世紀，人們又發現了一些新的現象

這些新的現象無法用波動說來解釋

於是人們又提出了波粒二象性的學說

首先要說一個實現 叫光電效應實驗

最早是由赫茲這個科學家發現的

他用實驗證實了電磁波是存在的

不僅如此，還發現了另外一個現象就是光電效應

光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象。

在高於某特定頻率的電磁波照射下，某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流，即光生電

透過這個後來的人類發明了光通訊，量子通訊和量子計算

再比如光伏太陽能，鐳射製造，鐳射醫療

再比如高溫超導，半導體，拓撲材料，比如說奇異的碳材料，碳60啊，石墨烯等等

在光現象不斷髮現和認識的過程中，引起了人們對光的本性的研究，逐漸形成了波動，說和微粒說的分歧，這兩種觀點的爭論持續了幾個世紀。在17世紀中，主張波動說的有笛卡爾、胡克和惠更斯等人，而主張微粒說的有伽桑迪和牛頓。下面我們具體的來看一看。

一、光的波動說

笛卡爾在《屈光學》一書中描述，光是一種在以太介質中壓力的傳遞過程，具有脈衝性；義大利物理學家格里馬第透過百葉窗透來的光得到彩色的影子，發現了光的衍射現象，後來又發現了兩束光的干涉現象，他認為這和水波相似；胡克在同年發表了《顯微術》一書，堅決主張光必定是一種振動，而且是一種世界上“最小物體極短的振動”，事實上，胡克的觀點已經非常接近現代的物理學觀點。

二、光的微粒說

以牛頓為首的科學家堅決認為光具有粒子性。牛頓在研究光學的時候使用了實驗歸納法，做了很多實驗，包括衍射、牛頓環、雙折射和偏振等等。對於光顏色的來源，牛頓有兩種猜想，一種猜想是波動，說與胡克相似，他認為顏色可能與聲音一樣，也是按照脈衝大小的不同而不同；另外一種猜想就是光的微粒說。那麼他為什麼放棄了波動說？個人猜測可能是他與胡克有矛盾吧。

三、光的電磁性

整個18世紀光學幾乎沒有發展，多數科學家贊同光的微粒說，只有歐勒和伯努利堅持和發展了以太的波動理論。直到19世紀初，托馬斯楊透過光的雙縫干涉實驗，成功的測出了紅光和紫光的波長，光的波動說再次興起。之後菲涅爾成功的解釋了光的衍射現象。1845年，法拉第發現偏振光的振動面在強磁場中旋轉的現象，從而揭示了光和電磁的內在聯絡，1865年，麥克斯韋電磁場理論的建立，說明電磁波以光速傳播，所以光是一種電磁現象，這一理論後來被赫茲用實驗證實，光的電磁本性面紗也被揭開，離人們認識光的本性又進了一步。

四、光的波粒二象性

在光的波動學說和電磁性轟轟烈烈發展的時候，赫茲發現了光電效應現象。經典的電磁學理論無法解釋光電效應現象，年輕的愛因斯坦巧妙的利用了光子說很好的解釋了光電效應現象，從而又揭開光具有粒子性。從此對於光的本性，人們有了清晰的認識，那就是波粒二象性。

沿著光學發展的歷史軌跡，你知道了光的本性嗎？實際上光是一種以脈衝形式（粒子性）前進的電磁波（波動性），它同時是波也同時具有粒子性，也就是我們常說的波粒二象性。

按照現在一般解釋光既是粒子又是波，也就是光具有波粒二象性。我對這個問題思考了很久，得出的結論與正統觀點有所不同。我認為，光既是粒子又是泡。光子最善於變身術。一個光子從射出開始，就以三種粒子的形式不斷變身。首先它是一個小泡泡——電子，內部的斥力還不足以讓它膨脹開來就轉向收縮，直到內部的斥力與引力持平的光子，但立即又向相反的方向轉化為內部引力大於斥力的正電子。然後正電子內部的引力迅速減弱，正電子又轉化成光子，再轉化為電子。光的傳播過程就是這樣一個電子——光子——正電子的迴圈過程。而伴隨著這個過程的能量變化起伏恰好呈現出波狀。所以人們把泡粒二象性誤以為波粒二象性。

光應該是暗物質的一種外在表現形式。。。根據能量守恆定律，以太陽為例，太陽每秒損失幾百萬噸的質量，而這部分質量我猜不會都化作了光散發出去，而是相當一部分變成暗物質進入宇宙空間。。。光只不過是副產品，是物質變成暗物質的副產品，在這個轉變過程之中的表現形式。所以無從研究光到底是波還是粒子。因為需要知道暗物質是什麼才能明白光是什麼？或者明白光是什麼？再明白暗物質是什麼。。。這一切都是我猜的