发展历程

光子的提出和发展—光的量子理论

1901年，德国物理学家普朗克（Plank）找到了与实验相符的在热平衡下的绝对黑体辐射谱的能量分布律。这个规律是量子理论发展的出发点。这规律的基础是假定物质发出光和吸收光具有不连续的特性，并且假定光为一个一个有限部分——光量子——发出或吸收。

这种光子的能量ε是和光的振动频率ω成正比的，并且可用下列等式表示

这里，是普朗克常数。

当爱因斯坦（Einstein）指出了除能量ε外还必须要用冲量(这冲量的方向和光的传播方向相符合）来描述光子后，光子的表示才的得到完善的形式。

如果引入波矢量k，它的分量等于

式中λ是波长，而cosα，cosβ，cosγ是光波法线方向的余弦，于是光量子的冲量公式可以写为矢量形式

主要作用

光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性可由光电效应证明。光子只能传递量子化的能量，是点阵粒子，是圈量子粒子的质能相态。

基本特性

量子电动力学确立后，确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用，正反带电粒子对可湮没转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。

光子从激光的相干光束中射出

光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少正比于光波的频率大小，频率越高，能量越高。当一个光子被原子吸收时，就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的原子就从基态变成了激发态。

光子具有能量，也具有动量，更具有质量，按照质能方程，E=mc2=hν，求出m=hν/c2，

光子由于无法静止，所以它没有静止质量，这儿的质量是光子的相对论质量。

根据量子场论，一对正反粒子可发生湮灭变成一对高能γ光子，而一对高能γ光子在高温下亦可发生反应产生一对正反粒子。比如在T=1015K的温度下可发生光子向质子和中子等重子的转化。