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Re: [問卦] 物理學家也傻眼:光是波還是粒?

看板Gossiping標題Re: [問卦] 物理學家也傻眼:光是波還是粒?作者
gueswmi
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※ 引述《mimi1020b (王一博物館)》之銘言:
: 1670s 牛頓:光是粒子!
: 牛頓提出「光的微粒說」,認為光是由直線運動的小顆粒構成,能解釋反射、折射。他認: 為粒子進入稠密介質時速度變快,導致折射角變小。當時因牛頓聲望太高,讓粒子說占上: 風。
: 1690年 惠更斯:不對,光應該是波!
: 惠更斯主張光像水波一樣,是一種在空氣或「以太」中傳播的波動。他能用波動理論解釋: 光的折射與繞射,但由於當時觀測能力不足,波動說證據不如粒子說強,暫時退居二線。: 1801年 楊氏雙縫實驗:光會干涉,是波!
: 英國物理學家托馬斯·楊讓光穿過兩條細縫,發現在牆上形成明暗相間的干涉條紋。這種: 現象只有波才會有,強力支持光是波動,動搖了牛頓粒子說的地位。
: 1865年 馬克士威:光其實是電磁波!
: 蘇格蘭物理學家馬克士威發展電磁理論,推導出電磁波方程式,並預測光就是一種橫向的: 電磁波。這讓「光是波」的理論不只是現象描述,更有數學和物理基礎。
: 1887年 赫茲觀察到光電效應:奇怪,波解釋不了!
: 赫茲發現,紫外線照射金屬表面會釋放出電子,但現象怪異:光的頻率越高,電子能量越: 大,跟波的「強度」無關,這讓當時的波動說無法完全解釋。
: 1905年 愛因斯坦提出光子說:光是量子粒子!
: 愛因斯坦解釋光電效應時提出「光是由一顆顆光子組成的」,每顆光子帶有固定能量(E: = hf)。這成功解釋為何只有高頻光能釋放電子,讓「光的粒子性」再次被接受。他因此: 獲得1921年諾貝爾物理獎。
: 1923年 康普頓散射:光有動量,真的像粒子!
: 美國物理學家康普頓發現,X光撞擊電子後會彈開、波長變長,這就像兩顆撞球一樣,表: 示光真的具有動量,是粒子的行為,提供粒子性的又一實驗證據。
: 1927年 戴維森-革末實驗:連電子也會干涉!
: 這次實驗讓電子通過晶體後,竟然產生像光一樣的干涉圖樣,證明粒子(如電子)也具有: 波動性,從而引出「波粒二象性」這個革命性的量子觀念:光與物質都同時具有波與粒的: 特性。
: 1980年代以後 單光子雙縫實驗:一顆光子自己也會干涉自己?
: 科學家發展技術,能一次只放出一顆光子進入雙縫,結果長時間下來仍出現干涉圖樣!這: 意味著單一光子也具有波動性,如同同時穿過兩條縫並與自己干涉。
: 1978年提出 惠勒延遲選擇實驗:測量方式影響結果?
: 物理學家惠勒設計思想實驗,後來被實際實現:當你「選擇是否觀察」光子通過雙縫的過: 程,會影響它呈現粒子性或波動性。甚至可以在光子已經通過雙縫之後再決定,結果竟然: 仍受影響,顛覆傳統因果概念。
: 有沒有光歷經 10次大實驗 乃至 上百萬次實驗
: 只能知道他最快極限就是29萬多接近30萬 但根本沒辦法突破30萬點1
: 有沒有光到底是波 還是粒子
: 連科學家都傻地分不清楚的八卦?



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AI解答:

所以我們定義為波 是看它的性質?

是的 —— 在物理學中,我們是否稱某個東西為「波」,

並不是因為它「長得像波」,而是因為它展現了「波動的性質」。

換句話說:

「波」不是一種東西,而是一種行為特徵。

所以,只要某個東西表現出「波的行為」,我們就說它具有「波動性」。

光波不是一個物質 光子在物理學也不是物質粒子 但具有粒子性

電子才是物質例子

一些常見的「波動性」特徵(只要滿足其中之一,就可能有波性)

特徵 意義 例子
干涉 波能疊加出增強/抵消的圖樣 光的干涉條紋、電子繞射圖樣繞射 波能繞過障礙物或穿過小孔 聲音能繞過牆角
反射與折射 波遇到介面會反彈或偏折方向 光經玻璃改變角度
波長與頻率 波有週期性結構,能量與頻率有關係 無線電波、X 光
波速 傳播速度與介質性質有關(但不一定) 聲速、光速

我YT仔拉

知道這些就夠了


為什麼波粒二項這麼困惑


你想想阿

你丟出一個棒球

結果他跑的路徑居然是長這樣

https://i.imgur.com/lR9MeAr.png


阿 物理學家還能算出上面路徑 列出的公式結果

是阿 他居然算出來了

所以一堆有關量子力學理論紛紛出籠

平行宇宙 超決定論 甚至意志論

為啥? 因為科學家 居然能用公式算出來了

就是這麼的神奇

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※ 編輯: gueswmi (125.224.132.37 臺灣), 06/09/2025 16:02:44