物理学：是光子粒子还是电磁波？他们怎么可能是两个？

为什么我们称之为光子“粒子”？他们不都是电磁波吗？ 最初出现在 Quora：获取和分享知识的地方，使人们能够从别人身上学习，更好地了解世界。

答案 由 维克多·T·托斯，IT专家，兼职物理学家，对Quora的：我们为什么称光子“粒子”？他们不都是电磁波吗？

在经典的电磁学理论中，麦克斯韦的光子不存在。只有连续的电磁波，他们的行为由麦​​克斯韦美丽的方程来管理。顺便说一句，这些波浪确实有能量和动力。那里没有必要有一个粒子概念，连续场的经典理论可以很好地处理能量和动量。

然而……麦克斯韦的古典电磁学理论还不够好。它并不完全同意观察。第一个具体的观察是光电效应。古典理论暗示，如果一个光线足够暗淡，就不会驱散电子。事实上，即使非常昏暗的光线也能够驱散电子，只要其频率足够高即可。

这导致爱因斯坦提出电磁场本身由量子组成。也就是说，在任何给定的频率下，电磁场的“激励”都是可以计数的单位。这基本上给予一个给定频率的光的最小能量水平：一个激励单位的能量。这个解释被发现与观测数据非常吻合，并最终（尽管最初有很多怀疑，甚至有人认为爱因斯坦犯了一个错误）为爱因斯坦赢得了唯一的诺贝尔奖。

我们称之为光子的就是这些电磁场的激发单位。像其他量子粒子一样，它们并不像微型炮弹那样是“粒子”。相反，它们代表了与该领域相互作用的最小的不可分割单位。每当这个领域与环境交换能量和动力时，“粒子”就决定了可以转移的最小单位的能量和动量。

当领域与外部世界相互作用时，相互作用可能局限于空间，局限于小体积。在这些情况下，“颗粒”确实表现为传统意义上的颗粒。但是在其他时候，这个领域的激励却被大量地分散开来，而这个激励并没有什么粒子。即便如此，当这个领域与其他领域相互作用时，它的激励也会一次上下一个“粒子”单位。