在科普的道路上,你不可避免地会遇到光子和电子等微观粒子,而两者或许又是最常见的微观粒子。光子在我们身边无处不在,而电子是组成原子不可或缺的结构组成,万事万物都是由原子构成的,弄清楚光子和电子的本质成为必然。
光子和电子都是最基本的微观粒子,它们都是不可再分的,那么光子和电子到底是什么,两者之间又有什么关系?
我们经常会听到这种说法:光子和电子可以相互转换。事实上这种说法并不严谨,很容易误导大众。
首先,光子和电子都非常小,其中电子是微观粒子中第二小的粒子,仅仅比中微子大。我们不能看到电子,当然也看不到单个的光子,只能看到光,说简单点,光子是能量的载体,或者说光其实就是能量。
下面来具体分析下光子和电子到底有什么特性,两者有什么关系。
光子到底是粒子还是波?在近现代物理学发展过程中一直争议很大,一开始科学家普遍认为光是一种波。但爱因斯坦发现的光电效应让我们明白光也是一种粒子,所以光具有波粒二象性。
从量子力学的角度来讲看,由于能量是不连续的,光子其实就是一份份的能量,光子就是“光量子”的简称。光子虽然具有粒子的特性,但严格来讲它并不是一个像电子那样具体的粒子,更像传播基本作用力的“胶子”,是电磁力的传播子。
目前科学家的普遍结论是,光子是没有质量的(静质量),或者说光子的静止质量为零,而且光子一生下来就以光速飞行,没有任何加速过程。虽然没有静质量,但光子具有“动质量”,因为爱因斯坦的相对论表明能量和质量其实是一回事。