光的本质是电磁波,电磁波与实物的水不同,水是由原子或分子构成的,而电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,变化的电场会产生磁场(即电流会产生磁场),变化的磁场则会产生电场。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波。
有关光的本质的争论由来已久,这就是物理学史上争议最大没有之一的一个战役:光的波动与微粒争论。菲涅耳、阿拉果、牛顿、托马斯杨、惠更斯、麦克斯韦直到后来的爱因斯坦、康普顿,人们对光的本质认识从势均力敌到粒子再到波动再到粒子,直到物理学家提出波粒二象性的说法,才有一个比较普遍的结论。
一般说来,光的微粒学说认为光是和质子中子电子等一样是那种实际存在的东西,有很多东西支持这个说法,比方说光线沿直线传播,光有和碰撞相同的反射定律,比方说光由于运动它允许有运动的质量,可以有冲量并且符合动量守恒(详情请百度康普顿效应)。我们可以叫它光子。
而光的波动学说认为光只不过是变化的电磁场在空间激起的浪花,好像一块石头扔进水中泛起的涟漪,只不过要严格的遵循一定的定量关系(麦克斯韦方程),在这方面,托马斯杨完美的双缝干涉实验,麦克斯韦那如同上天赐予的艺术品般完美的麦氏方程,还有也可以解释折射与反射的惠更斯原理,以及著名的泊松亮斑以及偏振都可以作为支持的证据。我们可以叫它光波。
直到后来,人们才发现,光不同于我们认识的简单的小球般的粒子,也不是简单的起伏的浪花,而是一个量子的概念,关于量子,又不得不提普朗克的黑体辐射公式与爱因斯坦的光电效应的解释,两个物理学巨鳄因为这两个获得诺贝尔物理学奖。(爱因斯坦不是因为相对论获得诺奖。)量子概念横跨微观整个物理界,包括你说的水分子。一个印度的科学家欧森认为光也是可以转化成水的,爱因斯坦也同意,但是这个到目前还没有实现(这是绝对零度制造条件限制的)。而光的本质,也绝不会只是停留在波粒二象性这个领域,还会继续发展,因为它在相对论的时空观还没有得到统一(为什么光速不变而其他的却要按照变换参考系计算?)有关这方面的东西,有本叫做《上帝在掷骰子吗?》的书推荐你看看,里面有大篇幅光的本质探究,尤其是微粒说与波动说的战役。
一种说法是由粒子组成的,一种说法是波组成的