请各位指点，有关量子理论的

armerloch

爱因斯坦说，在光束里面，光子就是量子
之后谁又说过，光波是非物质波，也就是光子是非物质的?我的理解对不对?
有没有实验可以证明光子是非物质的?


问题又改了
光能跟其他物质起反应，是否就证明了它就是客观存在的物质，只是物质形态跟常见的不太一样？

Leyile

光子具有波粒两重性
是物质， 也是非物质

slash034

传说中的波粒二相性啊。

怎么给我感觉就是耍赖皮，怎么说都在理。。。。。

armerloch

光子具有波粒两重性
是物质， 也是非物质
Leyile 发表于 2010-5-4 16:07

光波非物质波怎么理解

armerloch

传说中的波粒二相性啊。

怎么给我感觉就是耍赖皮，怎么说都在理。。。。。
slash034 发表于 2010-5-4 16:16

这个词用的好

Leyile

光波非物质波怎么理解
armerloch 发表于 2010-5-4 16:27

在相对论里：
光子在静止的情况下是没有质量的 （非物质）。
而相对论排除了静止的光的存在，所以光是有质量的 （物质）。
而光的质量是从质量与能量等价的角度度量的：E=mc^2

Leyile

传说中的波粒二相性啊。

怎么给我感觉就是耍赖皮，怎么说都在理。。。。。
slash034 发表于 2010-5-4 16:16

所以光学即适合经典力学（牛顿）也适合量子力学

armerloch

回复 6# Leyile


   
照你的说法，光波又成了物质波

Leyile

回复  Leyile


   
照你的说法，光波又成了物质波
armerloch 发表于 2010-5-4 17:29

波粒二相性

armerloch

波粒二相性
Leyile 发表于 2010-5-4 17:41

波动性：光波就是非物质波
粒子性：光波就是物质波

可以这么理解吧

orionsnow

光是光，非常光。

iceboyer

不要在这里误导人，什么是物质的非物质的？问这个问题的时候先给什么叫物质的下一个定义，不然别人不知道你指什么，自然也不能回答你的问题。

光子的特性，其静质量为零，同时按相对论它对任何参照系的速度都一样，都是光速。

按照哥本哈根解释，世间万物都具有波粒二像性，这不是耍赖皮，而是基于量子力学三大基础之一的互补性原理（complementary principle）来解释的。
有兴趣的同学可以参看科普读物《量子力学史话》，里面对哲学问题讨论的深入浅出，引人入胜。

iceboyer

上帝说要有光，于是就有了光。

                 ——《圣经》之《创世纪》

armerloch

不要在这里误导人，什么是物质的非物质的？问这个问题的时候先给什么叫物质的下一个定义，不然别人不知道你 ...
iceboyer 发表于 2010-5-4 19:34

看来真正的高手来了

物质 - Materie
物质波 - Materiewelle
这不是我下的定义

光波传递时不需要媒介的，声波传递时需要媒介的，这是不是就是物质和非物质的区别？

armerloch

光是光，非常光。
orionsnow 发表于 2010-5-4 18:53

这又是啥理论

iceboyer

世间万物都具有波粒二像性，光子也是世间万物之一种，当然也具有二像性。
你，我，他，每一个个体的人，也具有波粒二像性。

iceboyer

看来真正的高手来了

物质 - Materie
物质波 - Materiewelle
这不是我下的定义

光波传递 ...
armerloch 发表于 2010-5-4 20:36

你并没有给什么定义，你给的只是外文名词而已。

armerloch

你并没有给什么定义，你给的只是外文名词而已。
iceboyer 发表于 2010-5-4 22:09

   
“物质”这是个专业名词，在物理学应该只有一个定义吧

我想知道的是，有人说光不是一样具体的东西，光子仅仅是能量载体，它没有质量，不是客观存在的，我不太理解这个说法，有谁能再解释一下？

我爱热钱

量子物理对光的定义是数学性、公式性的，而数学本身就建立在公理之上（Axiome）。公理本身就是设定的，那么设定光具有波和粒子双重性质，在量子力学中是自然而然的事。所以，如果说光不是客观存在，那仅仅是从理论模式这方面看；另一方面，经实验物理证实，量子物理的光理论正确地描述了我们在自然中所感受的光，这个光当然客观存在。
按现代科学哲学，客观和主观、物质和非物质、存在和非存在已经无法分的那么清了，因为我们的认知能力本身就嵌在我们想要认知的世界之中，一个身处丛林中的人，怎么可能客观地看到整个丛林？

iceboyer

没有静质量不等于没有动质量，这个高中物理读物里就有吧。

不要脱离观察主体谈客观实在。

““君未看花时，花与君同寂；君来看花日，花色一时明。”
                                                         ——王阳明

armerloch

回复 19# 我爱热钱

也就是说，光其实就跟水一样，实实在在的东西是吧

还有个问题，光到底属于materiewelle 还是不属于？谢谢

armerloch

世间万物都具有波粒二像性，光子也是世间万物之一种，当然也具有二像性。
你，我，他，每一个个体的人，也 ...
iceboyer 发表于 2010-5-4 22:08

我不明白，你为什么一再强调这波粒二象性？
有波粒二象性，是不是就代表它肯定就是，在我们地球上客观存在的事物？

armerloch

没有静质量不等于没有动质量，这个高中物理读物里就有吧。

不要脱离观察主体谈客观实在。

““君未看 ...
iceboyer 发表于 2010-5-4 23:41

有什么实验可以证明光的静质量等于零
静质量又是怎么定义的，我头晕了

我爱热钱

回复  我爱热钱

也就是说，光其实就跟水一样，实实在在的东西是吧

还有个问题，光 ...
armerloch 发表于 2010-5-5 01:00

    在生物学家那里，光和水一样，确实是实实在在的东西。但是在理论物理中，光就成了一个抽象的量。
不知这样说是否好理解些？

关于物质波，我宁肯代之为“波粒”这个概念，因为波和粒子都是比较专门的术语，而物质太泛泛，容易误解。不过，由于历史原因，光子也可以算Materiewelle。

armerloch

在生物学家那里，光和水一样，确实是实实在在的东西。但是在理论物理中，光就成了一个抽象的量。 ...
我爱热钱 发表于 2010-5-5 01:18

明白你的意思了，谢谢

你能否再解答一下你楼上的问题

admirewhat

在生物学家那里，光和水一样，确实是实实在在的东西。但是在理论物理中，光就成了一个抽象的量。 ...
我爱热钱 发表于 2010-5-5 01:18

不好理解，很不好理解。
本来我以为我懂的，你越说我越不懂了。
什么叫理论物理中，光就成了一个抽象的量？

armerloch

不好理解，很不好理解。
本来我以为我懂的，你越说我越不懂了。
什么叫理论物理中，光就成了一个抽象 ...
admirewhat 发表于 2010-5-5 09:38

我现在有点理解了， 说说我的想法

理论研究可以脱离客观存在的事实，好多理论都是人们假想出来的

人类只能通过抽象的理论假设，才能得出与客观事实比较接近的答案，很典型的就是理论物理

光可以跟其他物质起反应，这应该就能说明它其实也是自然界存在的一种物质，物质形态可能跟常见的物质不一样

gonk

这个问题很抽象甚至说模糊，什么叫做物质呢？如果你定义的是看得见摸得着的，那空气就不算在内;如果你的定义是从原子角度来看，空气包含了氢 氧原子等，那你就说空气是物质;如果你定义的是某种物质的产生源于它所产生的效应，那光，声，声子都可以算在内。所以你说的这个物质很有歧义，得先定义好。本来物质就是人们认知里一个泛泛的概念，你却要把一个精确的物理概念归进去，有点不同阶层的感觉。

用另一种不涉及物质的解释，光是确实存在的。波粒二相性可以用来形容任何物质，包括我们人，光，声，声子，只不过人等传统意义上的"物质"，因为体积很大，"波长"很小，所以它们的波属性被忽略;而光不能用传统意义的物质解释，但它具有波和粒子两种特征，前者可以用波函数解释，后者参照光电效应，光虽然用传统意义的定义没有"质量"，但是理论上可以定量计算它的质量m=hv/c^2。大概就是这么个意思。如果你还是觉得理解有困难，那么可以想想声波，跟光波没有什么本质意义上的区别。

gonk

我现在有点理解了， 说说我的想法

理论研究可以脱离客观存在的事实，好多理论都是人们假想出来的

人 ...
armerloch 发表于 2010-5-5 09:48

这个不能这么说，对于悬而未决的弦论，我们这些外行就认为是那帮大脑极度发达的人假想出来的，如果过很多年被证实就不是假想，不被证实我们外行还是认为假想。。。

但是光的理论不是假想出来的，或者你可以说开始是假想但被实验证实，比如光在生物组织中的传播可以用扩散理论解释并由相应的实验证实;光的非线性效应也是如此，比如有兴趣可以看看optical kerr effect。

admirewhat

我现在有点理解了， 说说我的想法

理论研究可以脱离客观存在的事实，好多理论都是人们假想出来的

人 ...
armerloch 发表于 2010-5-5 09:48

如果光在实验中是实实在在的存在，我无法想象说他在理论物理中成了一个抽象概念。
理论是以实验为基础的，而决不是脱离实验的凭空想象。
所以我无法理解他所说的所谓在理论物理中，光成了一个抽象的量。

gonk

如果光在实验中是实实在在的存在，我无法想象说他在理论物理中成了一个抽象概念。
理论是以实验为基础 ...
admirewhat 发表于 2010-5-5 13:34

这个还是定义的问题，他的意思是在理论物理中描述光是用频率/角频率等来描述的，比如一个单频光波的简单数学表述 E矢量(r,t)=E0矢量*exp(i(kr-omega*t))。具体解释各种光现象，比如光在光纤中的传播形式，会运用maxwell方程求解(当然这个方程不止应用于光，也应用于别的电磁波)，在实际应用中会利用边界条件和其他方式简化计算(比如有限元模拟)来实现。

所以他说的在理论物理中光成了一个抽象的量，跟光的实验证实部分不存在矛盾。

admirewhat

这个还是定义的问题，他的意思是在理论物理中描述光是用频率/角频率等来描述的，比如一个单频光波的简单数 ...
gonk 发表于 2010-5-5 14:07

ta说：在生物学家那里，光和水一样，确实是实实在在的东西。但是在理论物理中，光就成了一个抽象的量。

我实在无法理解这个转折。
仿佛说实验能够证明的光，到了理论中却成了一个抽象的凭空产生的中间量一般。
而且以你的解释，理论物理中任何东西都是抽象的。机械振动不是么？原子不是么？分子不是么？既然如此，干嘛还单独注明光在理论物理中是抽象的量？

gonk

ta说：在生物学家那里，光和水一样，确实是实实在在的东西。但是在理论物理中，光就成了一个抽象的量。 ...
admirewhat 发表于 2010-5-5 14:21

你这有点抠字眼了。理论物理一般是用定量方式建立模型来解释或者预测一种现象，而生物学家做研究建立在实实在在的能测量到观察到的东西。

具体热钱为什么这么转折让你这么无法理解，你去问他去吧，我解释不了

admirewhat

你这有点抠字眼了。理论物理一般是用定量方式建立模型来解释或者预测一种现象，而生物学家做研究建立在实 ...
gonk 发表于 2010-5-5 14:32

如果你想说理论物理本身就是把世界抽象化简单化来进行处理，我不但理解还非常赞成。但是这是对整个系统而并非对某一个特定的物理量或者物理概念而做的。

admirewhat

回到lz的问题。
我想首先对物质波和非物质波的定义首先的明确一下。

我是这么定义的，物质波是包含能量的，而非物质波是不包含能量的。
正如相对论所说，任何物质的传播速度都不会超过光速，也就是说任何能量的传播都不会超过光速。那么有人说，我发射一束激光到月球上形成一个光斑，然后转动光源，这个光斑的速度很容易超过光速，这时这个光斑的传播是不包含能量的，我们可以认为它是非物质的。
那么机械波比如声波、水波、光波都应该认为是物质波，因为他传递能量。
什么是非物质波呢？比如调制在载波上的调制波，调制波是包含信息的但是不传递能量，能量是在载波上的。或者可能还有其他形式的非物质波，大家可以自己举例，我想不出来了。

littledoll

这是个哲学问题，其实应该转去人生茶馆谈

gonk

如果你想说理论物理本身就是把世界抽象化简单化来进行处理，我不但理解还非常赞成。但是这是对整个系统 ...
admirewhat 发表于 2010-5-5 14:56

我真觉得你太抠字眼了。我前面的回答跟你但是后面的语句一点关系都没有，不知道你想表达什么。。。

不想浪费时间解释下去了，如果真想学，如果基础在那里，建议看看量子力学，如果不行可以看看赵凯华的新概念量子物理，虽然里面有些内容有点争议，但是文字解释很多，没单纯的理论知识枯燥。单纯的纠结在什么是理论物理什么是物质非物质，没有意义，这只是一个概念定义的区别，也不是物理学家研究的范畴。。。形而上学可能研究这个问题。。。

armerloch

如果光在实验中是实实在在的存在，我无法想象说他在理论物理中成了一个抽象概念。
理论是以实验为基础 ...
admirewhat 发表于 2010-5-5 13:34

理论很主观的，你愿意怎么想，就怎么想，但是你需要实验来证实你的理论，一旦被证实了，你的理论就是正确的

光是不是一种物质，这个观点，可能对于那些理论研究来说不重要，多数理论只是研究光的特性，而不是它的客观存在性

以上为本人的观点

admirewhat

我真觉得你太抠字眼了。我前面的回答跟你但是后面的语句一点关系都没有，不知道你想表达什么。。。

不 ...
gonk 发表于 2010-5-5 15:33

呵呵，谢谢指点哈。
我就是学物理的。应该说我跟你没有什么观点差异，只是我自己在纠结于热钱的观点上，扯到跟你的回答里了。不好意思浪费了你的时间。
量子力学我仍在学，估计这辈子都离不开了。

admirewhat

理论很主观的，你愿意怎么想，就怎么想，但是你需要实验来证实你的理论，一旦被证实了，你的理论就是正 ...
armerloch 发表于 2010-5-5 17:00

你的观点很有新意。

armerloch

回到lz的问题。
我想首先对物质波和非物质波的定义首先的明确一下。

我是这么定义的，物质波是包含能量 ...
admirewhat 发表于 2010-5-5 15:16

你们教授跟你解释过这个物质波的定义吗

admirewhat

你们教授跟你解释过这个物质波的定义吗
armerloch 发表于 2010-5-5 17:25

我们不关心波是物质还是非物质的。

熊猫羊

神人们都来我们组吧，把老板逼疯了，我好毕业

我爱热钱

如果光在实验中是实实在在的存在，我无法想象说他在理论物理中成了一个抽象概念。
理论是以实验为基础的，而决不是脱离实验的凭空想象。
所以我无法理解他所说的所谓在理论物理中，光成了一个抽象的量。
admirewhat 发表于 2010-5-5 13:34

    这就是你为什么不懂我的话的原因，你还是唯物的看问题，那没办法。
照你这个方式，爱因斯坦是不可能发现相对论的。你能认同“没有比光速更快”这个论点吗？有实验证实过吗？

我爱热钱

这是个哲学问题，其实应该转去人生茶馆谈
littledoll 发表于 2010-5-5 15:22

    说到了关键

我爱热钱

理论很主观的，你愿意怎么想，就怎么想，但是你需要实验来证实你的理论，一旦被证实了，你的理论就是正 ...
armerloch 发表于 2010-5-5 17:00

    不被证实的理论也不能说就是错的，很可能目前的实验能力还没有达到相当的水平，也许永远也达不到。现代科学家的理念就是务实，你谈理论也好，搞实验也好，在某个框架内行得通，就可以用来解释世界。直到有一天，因为某个反例这个框架被彻底打倒，那么就要找新的理论了。

我爱热钱

呵呵，谢谢指点哈。
我就是学物理的。应该说我跟你没有什么观点差异，只是我自己在纠结于热钱的观点上 ...
admirewhat 发表于 2010-5-5 17:18

    你只是纠结在物理学的一个词汇上，LZ的问题其实牵扯到科学哲学。这儿又不是课堂或专业论坛，觉得没必要搬具体公式来写来证，更何况本身就是多少物理巨匠嚼烂的东西。
我认为更重要的是科学观的问题，对现实和抽象的辩证关系如何理解、认识。
比如，现代科学流行做框架（其实和数学中建立公理体系一样）。我举生物相对于理论物理的例子，就是因为两者在不同的框架里对光不同对待。
另外，我没说光子在理论物理中抽象它就是虚无的，而是说它在那个框架中用抽象的数学概念来表示。上帝也不是白胡子的老爷爷，除了耶稣，可能谁也没见过他什么样，那么他就不存在了吗？在教徒的框架中他就是活生生的。当然，这到了神学的范畴了。
可是，现代科学和神学差多少呢？宇宙大爆炸前是什么存在？

armerloch

讨论到此为止，呵呵，大家继续各自的专业研究

Piggy-poo

俺是进来膜拜各位的。。。

dchost

看你要处理什么问题了，要是只是处理类似于蚂蚁在放大镜下放大几倍这样的问题，把光看成光线就足够了，要是处理多光子吸收或者光冷却等问题，你得好好看看量子电动力学了，这个理论保准让你高潮迭起。无比的美妙阿。。。

杉木脑袋

弦 玄 悬

armerloch

光子的特性，其静质量为零，同时按相对论它对任何参照系的速度都一样，都是光速。
iceboyer 发表于 2010-5-4 18:34

你一直没有回答我这个问题

以上观点，到底有啥实验依据？请不要照着课本念，谢谢

orionsnow

一切都是理论，论理而已。

施主你又何必如此执着呢？

armerloch

一切都是理论，论理而已。

施主你又何必如此执着呢？
orionsnow 发表于 2010-12-28 00:55

不懂就要问，没什么丢人的，执着对于学生来说那是必须的

我又看了一堆资料，里面说法不一，而且都没有确凿的实验依据，光这个东西真神奇

orionsnow

对了，把你的资料贴出来看看，让我也复习复习

不懂就要问，没什么丢人的，执着对于学生来说那是必须的

我又看了一堆资料，里面说法不一，而且都没 ...
armerloch 发表于 2010-12-28 01:25

光的波性 和 粒子性 都是有实验依据的啊， 高中的时候我记得还做过。

所以才会有波粒二性的提法。

光子的静止质量为0 那个不清楚， 估计应该是理论推导出来的。 前边几个楼已经讲很清楚了。

我只知道光在运动的时候是有质量的，这个质量可以根据光电效应的时候光把电子撞出来的速率来估计冲量，然后除速度得到质量。

我前边和你说的意思就是， 这个东西本来就是物理上所谓的“理论”

比如牛顿三定律就是一个理论， 这个理论到了物体运动速度很大的时候就不成立了。

相对于基于实际的物理学，数学理论的稳定性可能更好一些。

关于这种理论的讨论， 你可以从科普读物比如《量子史话》 这种读物中看到。

我最早的时候是因为高中的时候，  用学到的物理学知识，  计算出来的航母上边的飞机朝航母行进方向和反方向起飞的时候消耗的能量居然不一样， 而察觉到理论的不完备性。 当时我的物理老师说需要加一个惯性系修正，但是具体怎么修正，他跟我说， “不用太执着了，这是不同的体系而已”。

所谓理论，就是在一定范围内有道理，在一定范围内正确的东西。

出了这个范围会发生什么事情，谁也不知道。 静止光子质量为零这种假设实际上已经到了这个范围的边界上了。

iceboyer

你一直没有回答我这个问题

以上观点，到底有啥实验依据？请不要照着课本念，谢谢
armerloch 发表于 2010-12-28 00:32

既然有光速不变原理，光子怎么可能有静质量？lol

armerloch

既然有光速不变原理，光子怎么可能有静质量？lol
iceboyer 发表于 2010-12-28 20:51

你不能用理论来解答理论啊，有实验依据的才是王道

iceboyer

你不能用理论来解答理论啊，有实验依据的才是王道
armerloch 发表于 2010-12-28 23:08

光速不变原理就是来自大量实验

熊猫羊

光的波性 和 粒子性 都是有实验依据的啊， 高中的时候我记得还做过。

所以才会有波粒二性的提法。

光子的静止质量为0 那个不清楚， 估计应该是理论推导出来的。 前边几个楼已经讲很清楚了。

我只知道光在运动的时候是有质量的，这个质量可以根据光电效应的时候光把电子撞出来的速率来估计冲量，然后除速度得到质量。我前边和你说的意思就是， 这个东西本来就是物理上所谓的“理论”

比如牛顿三定律就是一个理论， 这个理论到了物体运动速度很大的时候就不成立了。

相对于基于实际的物理学，数学理论的稳定性可能更好一些。

关于这种理论的讨论， 你可以从科普读物比如《量子史话》 这种读物中看到。

我最早的时候是因为高中的时候，  用学到的物理学知识，  计算出来的航母上边的飞机朝航母行进方向和反方向起飞的时候消耗的能量居然不一样， 而察觉到理论的不完备性。 当时我的物理老师说需要加一个惯性系修正，但是具体怎么修正，他跟我说， “不用太执着了，这是不同的体系而已”。

所谓理论，就是在一定范围内有道理，在一定范围内正确的东西。

出了这个范围会发生什么事情，谁也不知道。 静止光子质量为零这种假设实际上已经到了这个范围的边界上了。
...
orionsnow 发表于 2010-12-28 13:46

......

armerloch

光速不变原理就是来自大量实验
iceboyer 发表于 2010-12-28 23:12

光子是如何被电磁场的相互作用传播开来的？这个原理我一直不理解

armerloch

既然有光速不变原理，光子怎么可能有静质量？lol
iceboyer 发表于 2010-12-28 20:51

光速不变，跟光子的质量有啥关系？

armerloch

回复 58# iceboyer

另外，光压实验能否证明到光子还是有质量的？

orionsnow

回复  iceboyer

另外，光压实验能否证明到光子还是有质量的？
armerloch 发表于 2010-12-28 23:46

光压实验证明的是光（子）有动量， 然后用动量除速度得到光（子）的质量。

我个人不是很相信后边那个理论能解释的通。

不过就好像我前边所说的那样。 解释的通就说明这个理论在这个范围内是适用的，解释不了就说明理论有局限性。