光子（Photons）是光线和光波的介质。
光是光线与光波的统一体，彼此不能分离，从整体上看是波，从个体上看是光线。
基本参数
光子质量M=8.89×10－34千克
光子振幅Z=10－12米/次
光子的特点
1.光子均匀分布在宇宙空间，整体是绝对静止的，局部是相对运动的。
2.光子具有自旋性。光子周围充满电磁子，光子之间相互排斥，可产生衍射和干涉。
3.光子具有振动性。光子每秒可向不同方向振动105～1020次。把频率大于1万亿赫兹的光称为光线，把频率小于1万亿赫兹的光称为光波。
按频率由高至低依次分为：X光线、紫外线、可见光线、红外线、微波、无线电波。
光的划分
频率（赫兹）
波长（米）
X光线
3×1016～3×1020
10－8～10－12
紫外线
7.9×1014～3×1016
3.8×10－7～10－8
可见光线
3.8×1014～7.9×1014
7.8×10－7～3.8×10－7
红外线
3×1012～3.8×1014
1×10－4～7.8×10－7
微波
3×108～3×1012
1～1×10－4
无线电波
1×105～3×108
3000～1
工频波
45～66
0.05×108
4.光子具有流动性。在不同参考系，光子的运动轨迹及其速度不同。光子流动可推动天体运动。
光子的运动形式
光子的运动形式分为：自旋、接力振动、波动、流动。运动形式不同，其作用力方向不同。
1.光子自旋。双缝实验证明：光子具有自旋性，自旋性导致光子相互排斥，产生干涉条纹。
2.接力振动。光子接力振动形成光线。
因为波长B≥振幅Z，而光的最小波长B=10－12米，所以光子振幅Z=10－12米/次。
【介质振动速度定律】波动介质的振动速度等于振幅乘频率。（王静波2020）
公式：S=ZP
【光子动量定律】光子的动量等于光子质量乘速度。（王静波2020）
公式：D=MS=MZP=8.89×10－34×10－12P=8.89×10－46P
因为光子的质量与振幅的乘积是常量，频率是变量，所以频率越高，动量越大。
【光子动能定律】光子动能等于光子质量乘速度平方的二分之一。（王静波2020）
公式：N=MS2/2
光子振动的最大速度S=ZP=10－12×3×1020=3×108米/秒
光子振动的最大能量N=MS2/2=8.89×10－34（3×108）2/2=40×10-18焦耳
光 线
频率（赫兹）
光子振动速度（米/秒）
能量上限（焦耳）
X光线
3×1016～3×1020
3×104～3×108
40×10-18
紫外线
7.9×1014～3×1016
7.9×102～3×104
40×10-26
可见光线
3.8×1014～7.9×1014
3.8×102～7.9×102
277×10-30
红外线
3×1012～3.8×1014
3.8～3.8×102
64×10-30
3.波动。光子集合体振动形成的光波。
光 波
频率（赫兹）
波长（米）
用途
微波
3×108～3×1012
1～1×10－4
微波炉
无线电波
1×105～3×108
3000～1
无线通信
4.光子流动。天体自转带动光子集合体漩涡运动，光子集合体漩涡流动推动天体公转。
光速
光速（The speed of light）是指光的传播速度。
光速是光子接力振动的传播速度，即当1个光子开始振动时，1秒钟后距离30万千米的光子也随之振动。
光子均匀分布在宇宙空间，整体是绝对静止的，局部是相对运动的。因此，光速传播没有参考系，光源在任何时间或地点发光，光速都不变。
波速是介质的固有属性，介质不同，波速则不同。波速没有加速度。
【波速不变定律】在同一介质中波速不变。（王静波2020）
真空中的光速S=299 792 458米／秒；空气中的光速S=2.996×108米/秒；水中的光速S=2.250×108米/秒；玻璃中的光速S=2.000×108米/秒。
因为光速在宇宙空间中不变，所以光速可以作为衡量宇宙空间的标准尺度。
1983年，第17届国际计量大会将米定义为：“光在真空中，在1/299792458秒的时间间隔内所行进路径的长度。”
【发光时长定律】光源的发光时长等于接受者的见光时长。（王静波2020）
【波速定律】波速等于频率乘波长。（王静波2020）
公式：S=PB
光线与光波的关系
光线与光波面垂直。
光线与光波的区别
1.频率大于1万亿赫兹称之为光线，频率小于1万亿赫兹称之为光波。
2.光线是光子接力振动，光波是光子集合体振动。
3.光线可以成像，光波可以共振。
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光源
光源是指能发光的物体。
光源分为狭义光源和广义光源。通常所说的光源是指可见光的光源。光子不停地无规则振动，光源的作用就是改变光子的振动方向和频率。凡是能够改变光子的振动方向和频率的物质都是光源。
光源的种类：
一、按发光原因分为：自然光源、人造光源。
二、按发光原理分为：热光源、电光源、射线光源、生物光源。
1.热光源是指发光的热物质。如：太阳、钢水、蜡烛。
2.电光源是指发光的电器。如：白炽灯、手电筒、手机。
3.射线光源是指发光的射线。如：极光。
4.生物光源是指发光的生物。如：萤火虫。
频率
频率（英文frequency），符号：f或u，单位：赫兹。
频率是指单位时间内完成周期性变化的次数。
原子中不同轨道电子的公旋频率不同，内快外慢。
不同物质的辐射频率不同，所以颜色不同。
铯133原子的辐射频率是9 192 631 770次/秒（即相当于铯原子的最外层电子旋转9 192 631 770圈）。
按照频率或波长的顺序把这些电磁波排列起来，就是光波谱。
波长
波长是指波在一个振动周期内传播的距离。也就是沿着波的传播方向，相邻两个振动位相相差2π的点之间的距离。
波长λ等于波速V和周期T的乘积，即λ＝VT。
短波广播中常常听到的另一种称呼“米波段”，这指的就是波长，也就是从天线发射出去的电波一个周期之间的距离。
1米（m）=10分米（dm）=100厘米(cm)=103毫米（mm）=106微米（μm）=109纳米（nm）=1012皮米（pm）=1015飞米（fm）=1018阿米（am）
1埃A=0.1纳米nm=100皮米
光速
光在真空中的传播速度。2013年公认值为C＝299 792 458 米/秒(精确值)。
17世纪以前，天文学家和物理学家都认为光速是无限大的，宇宙恒星发出的光都是瞬时到达地球。伽利略首先对此提出怀疑，他于1607年在两山顶间做实验测光速，由于光速太大而实验装置又太简陋，未获成功。
1676年，丹麦的罗默利用天文观测，首次成功测量了光速。
1849年，法国科学家斐索在实验室里，用巧妙的装置首次成功地在地面上测出了光速。
1973年，美国的埃文森采用激光方法，利用频率和波测定光速为299 792 485+1.2米/秒。经1975年第15届国际计量大会确认，上述光速作为国际推荐值使用。
一种方向性好、亮度高、单色性强（相干能力强）的激光问世，其特性优于任何已有的光源。随着稳频和伺服技术的发展和应用，又使激光器输出频率的稳定性和复现性提高到百亿分之一（1×10-10），而后测得的真空中光速值为299 792 458米/秒，其准确度也比过去提高了100倍。
1983年，第17届国际计量大会上通过米的新定义为：真空中光在1/299 792 458秒时间间隔内行程的长度。
光在空气中的速度：2.99×108m/s。
光在冰中的速度：2.30×108m/s。
光在水中的速度：2.25×108m/s。
光在酒精中的速度：2.20×108m/s。
光在玻璃中的速度：2.00×108m/s。
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