波粒两重性？

Question

可见光是电磁波，具有波粒两重性，“粒”性质表现为光子。问题是：

那么常见的电磁波，如收音机接收的短波，有无波粒两重性，它的粒子性又如何表现？
那么，请 时空QWE 说明一下，微波的粒子叫什么？它是如何表现它的粒子性质的？谢谢！！！

“没有体现微波的粒子性的实例”，那么微波量子的能量是通过具体实测，还是仅仅是计算出来的？能通过实验验证吗？

嗯，我不是说不能实验验证就可以否定它存在，只是想了解情况而已。

万分感谢 时空QWE 的回答，我这又不明白为什么会找不到这种实验手段了，难点在哪里？我的悬赏分太少了，我还是先挣点分，提高悬赏再来问大家吧。

有银子了，提高了悬赏，欢迎大家讨论，采纳的答案一定再加。

因为补充问题有字数的限制，我另外以guanzhoutuow_3网名在本帖发回答，作为问题补充并参与大家的讨论，谢谢大家！

Answer 1

什么是粒子？什么是波？粒子性和波动性的具体内容是什么?这些问题要先搞清楚。要不然说了半天我们其实各自在说各自所谓的粒子、波，那样难免误会。
你说到了，光的粒子性表现为光子，可是你这里“光子”的具体含义又是什么呢？它有什么性质？光子的具体性质才是波粒二象性之所在。
波指的是具体的物质存在形式，波动性指的是波所表现出来的特有的性质。这些特性包括干涉、衍射、偏振、周期性等。电磁波既然称为波，当然也具有这些性质。
粒子最明显的特征就是颗粒性，或者说是整体性。对于微观粒子来说，这种整体性指的是在物理过程中它所表现出来的不可分割性。这种不肯分割性指的是一旦涉及便是指整个粒子，而不存在粒子的“某一部分”这个说法。
那么电磁波的波粒二象性就是电磁波同时具有波动性和粒子性。说得具体一点，就是电磁波既具有干涉、衍射、周期性等波动特性，也具有颗粒性或者说整体性。实际上电磁波在传播过程中往往表现波动性，而在与物质相互作用的时候往往表现粒子性。比如说光子总是整个地被吸收和整个地被辐射，不会有“半个光子”或者“光子的某一部分”这一说法。光子可以分析，但不可分割。这才是它的粒子性之所在。（这个一般量子力学教材中都有说明，具体比如曾谨言的《量子力学》卷一一开始就有详细的说明。）

要用实验来检测这个说法，自然要从这些波动性和粒子性的特征上入手。电磁波的波动性很明显，因为我们知道它具有频率、波长、周期这些波所具有的物理量，还有干涉衍射等等特征。至于粒子性，你在问题中特别提到了微波的粒子性，我想给出一种证明所有电磁波都具有粒子性的简单过程。

首先我要说明一下电磁波的某一个波段的粒子性，然后我再说明其它波段的电磁波同样具有粒子性。
先举两个特例
1.光电效应。爱因斯坦首先用光量子理论对光电效应现象作了完美的解释，并因此获得诺贝尔奖。
2.康普顿散射实验。这个实验进一步证实了光量子的存在。
现在我们至少知道了电磁波的某一个波段比如X射线（康普顿散射实验中所用的电磁波段）是具有粒子性的。然后我向你证明任何其它波段的电磁波都具有粒子性。

物理实在对于任何观察者而言都是相同的。对于一个客观事件，你站着看跟坐着看，或者跑着看，它都是同一个事件。客观的物理规律不会因为观察者的运动状态而发生变化。我在实验室里用X射线做康普顿散射实验，同时你顺着入射光方向相对于我做高速运动，只要恰当地选择你我之间的相对速度，由于多普勒效应，入射光在你的参考系中看到的将不是X射线，而是微波。这个时候你看到的就是微波的康普顿散射过程。在我的参考系中这个过程表现了我选择的这束光有粒子性，那么同样的这个过程在你看来就应该能够得到跟我同样的结论——我所选择的这束光具有粒子性。因为我们看到的是同一件事。不断地改变你跟我之间的相对速度重复以上过程，尽管我总是用同一频率的X射线做散射实验，但调节我们之间的相对速度，在你的参考系中可以看到任何波段电磁波的散射实验过程。这就证明了任何波段的电磁波都具有粒子性。
其实类似的过程非常常见。宇宙的背景辐射正好是微波波段，整个空间中充满了均匀各向同性的微波辐射。当遥远的天体所发出的高能粒子流以接近光速的速度向我们运动的时候，由于多普勒效应，在这些粒子看来跟它们迎面的全是高能伽马射线而不是微波。跟这些相反而行的高能伽马射线不断碰撞，粒子流的强度会大大衰减。这就是越遥远的宇宙线到达我们这里时强度变得越弱的原因之一（当然也包括星际尘埃造成的强度衰减等等其它原因）。
反过来，我如果做电磁波的干涉、衍射实验，你调节我们之间的相对运动速度，你就可以在另一个参考系中看到伽马射线的干涉、衍射现象。

在以上说明中我是以一个具有肯定结论的单个波段的实验过程加上多普勒效应来说明所有波段电磁波都具有波粒二象性。单波段的那个实验是有人做过的，我们有条件也可以重复做的，这个单波段的结论当是可靠的。多普勒效应也是可以用实验来验证的。所以这个证明过程在逻辑上是自洽的，同时也是可以通过实验检验的。跟直接用微波做粒子性实验的区别是，这样的论证可以得出较普遍的结论，而不必对每个电磁波段都去设计直接的实验。

在理论上，普朗克——爱因斯坦关系式或者德布罗意关系式很好地说明了波粒二象性的完美统一。
E=hv
p=h/λ
这两个式子的左边是能量E与动量p，是通常用来描述粒子的物理量，而右边是频率v和波长λ，是用来描述波的物理量。这两个等式说明了微观粒子的粒子性和波动性具有深刻的内在联系。而且这里的频率和波长是任意的，并没有数量上的限制，这也从理论上说明了这种波粒二象性对于微观粒子是普遍的，而不是某种特殊频率的光子才具有的。

补充说明：
楼主提的问题很有意思，很有基础性，看得出来你也进行了颇多的思考。在大学物理系中，大概在三年级前后有一门课叫《电动力学》，其中有一章是狭义相对论。这一章里有关于多普勒效应的详细推导。一束光在不同的参考系中看来确实是不同的，A系看可能是微波，B系完全可以成为可见光甚至伽马射线。我们看到一束微波，但不能说它在任何情况下都是微波，因为它的本质仅仅是电磁波而不是某一波长的电磁波。我们说它是微波是因为在我们的参考系中它的波长正好处在微波波段。但是电磁波的波长和频率是因参考系而变的，在不同的参考系中它具有不同的波长和频率。那么我们换一个参考系去看，它在那个参考系中当然就可以是其它波段的电磁波。波长和频率可以因参考系而变，但是物理规律不应该发生变化。所以我们可以反过来看，既然我们的实验室参考系中紫外光可以发生光电效应，那么在另一个参考系它表现为微波的时候，光电效应这个过程应该也是实在的。只是那个时候实验材料会有一个很大的速度。这种参考系变换在物理学中是很常见的。我说要强调的是，你所指的微波，其实仅仅在我们的参考系中成立，换到别的参考系它就不是微波了。对于以上证明，楼主理解的困难主要在于不熟悉两个概念。一是多普勒效应，二是相对性原理。楼主在总结中也说到了，按照我的逻辑最后得出微波跟可见光一样也有光电效应。我想说，事实就是这样的！既然楼主不太能理解参考系变换的证明过程，那我们就换一套说法。如果楼主以后有机会学习相对论，那时自然会一目了然。
光电效应是在光照下某种材料中束缚态电子被电离而成为自由电子的现象。不同的材料有不同的临界频率，这个决定于原子中电子所在的束缚态距离电离的能级差。当光子能量大于这个能级差时就能发生光电效应，如果光子能量小于这个能级差，光电效应就不能发生。但是我们可以考虑换一种材料来实现。
微波光子的能量hv，只要找到一种材料，其原子中有电子处于电离态附近，即电子距电离的能极差小于hv，这样的材料在微波的辐射下就可以使电子电离。我说的只是一个思想，原则上是可以实现的，但实际操作上，这样的材料存不存在，是否可以制备，我不太清楚。
所以：
1）所有电磁波都具有波粒二象性
2）电磁波的粒子性表现在与物质的相互作用过程中，譬如碰撞、吸收、散射等。
3）原则上可以根据光电效应思路去找一种临界频率较低的材料来做光电效应实验。当然也可以考虑其他实验。比如可以借助天文观测来证实，高能天体物理理论中有一种叫康普顿辐射的过程，有些模型提出高能相对论电子与微波背景辐射的光子发生康普顿散射，从而变成伽马光子。这种模型是可以详细计算的，并可以将结论通过与天文观测相比较来判断其真伪。当然至今为止，存在康普顿辐射这个过程在天体物理中是被广泛认同的。天上的东西毕竟离我们太远，也太复杂。所以还是建议尽可能地在实验室里寻求实验证明。
4）利用光电效应的难点：微波光子能量太小，不知是否可以找到合适的材料。这是我所能想到的。因本人是理论物理专业，对具体的实验实施会存在什么其他的困难确实知之甚少。这点还期望各位高见。

Answer 2

首先，要澄清一点：不仅仅是可见光的量子称为光子，一切电磁波的量子都称为光子！亦即，能量比可见光光子高出百万倍以上的伽玛光的量子称为伽马光子，能量比可见光光子低出百万倍以上的无线电波的量子称为无线电光子……微波的量子就是微波光子！

其次，要证明一点：当微观系统中的任一对能级给定之后，伴随这一对能级之间跃迁所吸收或发射的电磁波的频率如果是确定的，那么该电磁波就必然是量子化的——它由一个个光子构成；否则，如果这个电磁波的频率是可以任意的，那么这个电磁波就不是量子化的。

凡是微观体系（比如分子、原子、原子核等等），其内部都有一套确定的能级结构；指定其中的任一对能级Em和En，则这对能级间发生跃迁时，经常要伴随着电磁波的吸收（低能级向高能级跃迁时）或发射（从高能级到低能级）。如果这种电磁波是量子化的，则相应的光子的频率v就可由hv=Em-En来确定——因为Em和En是确定的，普朗克常数h也是确定的，所以，v就完全也可以从上式确定下来了；如果这种电磁波不是量子化的，而是像经典电磁波那样是连续性的，那么根据经典电磁理论，电磁波的能量正比于电磁波的电场分量和磁场分量的强度的平方，同时也正比于电磁波分布的体积（对于微观体系，这个体积大体上就是一个细长的圆柱体，底面是微观体系相对于电磁波的传播方向的横截面积，高度等于光速乘以时间——电磁波通过微观体系的时间越长，相应的细圆柱的高度就越高，体积也就越大），而与电磁波的频率无关，这样，Em-En虽是确定的，但只要电磁波通过的时间足够以至于输入微观体系的能量等于Em-En，则不管电磁波的的强度是多少，也不论电磁波频率是多少，在经典电磁理论看来都是可以的——即使对于确定的能级对间的跃迁，吸收或发射的电磁波的频率也可以是任意的，并且电磁波的强度也是任意的 。

再次，要注意两点：1）上段提到hv=Em-En其实不是充分的，还可以是Nhv=Em-En（N为任意自然数），这样光子的频率就不是唯一确定的了，尽管v仍是量子化的，但却可以有无穷多种。到底是hv=Em-En还是Nhv=Em-En呢？理论上应是Nhv=Em-En，但同时理论也指出当N大于等于2时，相应的多光子跃迁的概率急剧降低，以至于绝大多数情况下，都只是N=1时的hv=Em-En是适用的。大量的实验也证实了这一点。2）实际微观系统中，Em-En所对应的光子的频率能达到无线电波这个频段吗？能！而且还可以说是无穷多！以下就以广泛使用的核磁共振技术（http://baike.baidu.com/view/9319.htm?fr=ala0_1_1）来更详细地说明一下。

核自旋在磁场中分裂的能级的间距（相当于上面提到的Em-En）等于guB——其中g是核的朗德因子（本质上就是核自旋角动量与核的磁矩的比值），不同的核的朗德因子各不相同，一般可由实验测得（理论在原则上也可计算，只是太难，似乎没法真的算出来）；u是核磁子，是一个常数，u=eh/2πm（m是质子的静质量）=5.05*10^-27(J/T)；B是外加的磁场的强度，可人为地改变。如果在此能级间跃迁所对应的电磁波是量子化的，则有hv=guB，于是，v=guB/h。这样，在给定了原子核（从而就给定了g）并给定了外加磁场B之后，相应的量子化的电磁波——光子的频率v也就确定了。

比如，给定氢核，它的g=5.59，再给定B=1.4(T)，于是可算得v=guB/h=59.6(MHz)。这个频率比短波段的最高频要更高一些，而比调频波段的最低频又低一些，完全可说就是在无线电波波段。上面给定的B=1.4(T)是很强的磁场，若用较弱的磁场，相应的频率就可以低至短波、中波波段（但这样实验就要用很大的发射电线和接收天线，所以实际应用中要尽量用强磁场）。

当用59.6MHz的电磁波照射氢气时，会观测到强烈的共振吸收现象——此时的氢气对于59.6MHz的电磁波来说几乎就是一堵不透明的墙；而当用偏离59.6MHz一点的电磁波照射时，氢气就变得比较透明了；再用偏离59.6MHz多一些的电磁波照射时，氢气就变得象玻璃一样几乎是完全透明了。（这里的透明指的是无线电波能完全透过，不是指可见光。）

如果上述能级间跃迁所对应的电磁波不是量子化的，而是像经典电磁波那样连续分布，则完全没有理由出现氢气对59.6MHz电磁波共振吸收的现象。

（注意，共振吸收时，伴随着显著的弛豫过程——通过非电磁辐射的过程，比如核自旋与晶格的耦合将能量转移给晶格的热振动，高能级的核不断又跃迁回低能级，如此方能保证吸收持续进行；如果没有弛豫过程，则共振吸收就不会那么显著，因为从高到低跃迁时又会放出电磁波，这时电磁波就相当于只遭到氢气的散射，而非吸收了。）

还有一种实验方法我想可以更好地展示无线电波的粒子性，但似乎没人真正做过，并非它难（下面的估算数值可以作证），也许只是因为那些相信理论统一性的科学家们坚信不会有如下的可能性——可见光由可见光子构成，而同为电磁波的无线电波却不是由无线电光子构成。

以下的实验设计只是个简略的模型，只为说清“无线电波也量子化”而采取种种近似，故其大量的细节与实际会有或大或小的出入。

设：低温高压的液态氢气盛在一个边长为L的立方体密闭容器中（器壁对无线电波是透明的）；氢分子的平均间距a≈10^-10(m)；氢原子核（即质子）的直径b≈10^-15(m)；容器内质子总数为N；质子“拦截”电磁波的横截面积为s≈b^2；容器的横截面积S=L^2；

一个氢分子有两个氢原子，所以，N=2*(L/a)^3。不考虑质子前后遮挡的复杂状况，容器内全部质子的总的“拦截”面积为Ns。为使思路清晰简单，令S=Ns，于是，L^2=2*(L/a)^3*b^2，所以，L=(1/2)(a^3/b^2)=0.5(m)，N=2*(L/a)^3=2.5*10^29(个)。

再设：使N个质子全部发生自旋跃迁的电磁波总能量为E（除非在绝对零度，一般已有部分质子因热运动而处于高能级，忽略此种情况）；发射天线发射无线电波（已将其调整横为截面正好等于容器一个正方形侧面的平行均匀波束）的功率P=1(kw)；发出总能E所需时间为t。

沿用前面提到的u=5.05*10^-27(J/T)，g=5.59，B=1.4(T)，则E=N(gnB)≈10^4(J)，t=E/P=10(s)。

若电波非量子化——它是经典电磁波，则按上述方式入射的电波的能量将均匀弥散于容器空间，每个质子获得的电波能量都是彼此相同的。如果电波不是连续发射10秒，而是比如发射时间t'=5秒，那么每个质子获得的电波能量都只有跃迁所需能量的一半，于是，N个质子无一跃迁，此后当然也就没有处于高能级的质子可以自发辐射，这样探测天线将什么也探测不到。

若电波量子化，则在5秒内将有N/2个电波光子发出，这可使N/2个质子跃迁，于是，5秒停发电波后就会有自发辐射的电波可供探测天线来探测。注意，上句中说到的那N/2个跃迁至高能级的质子会在5秒的电波发射期间，因受激辐射（自发辐射因正比于能级差的3次方而相对很小）以及其他非辐射弛豫过程而有一部分返回地能级。假设5秒停发电波时，N/2中只有1/125的质子仍处于高能级——此时还有可自发辐射的质子大约10^27个。它们将通过非辐射弛豫过程及自发辐射陆续回到低能级（医学上的核磁共振成像技术正是通过探测此时自发辐射出的电波来定位的）。假设停发电波后的第一秒钟内，由自发辐射返回低能级的质子数占10^27总数的万分之一——10^23个质子在此一秒钟里发出了10^23个电波光子。相应的电波总能E'=(10^23/N)E=4*10^-3(J)=4(mJ)，辐射功率P'=E'/1s=4(mW)。这些电波不再像入射电波那样是被人为地调整到平行波束，而基本上类似于球面波。探测天线可以直接贴敷于容器的外壁，通过这些天线的的电波通量T'=P'/(6S)=P'/(6*L^2)≈2.7(mW/m^2)。这样的通量，探测是不难的。

总之，5秒发射电波后，若不能探测到自发辐射的电波，则电波是非量子化的；若能探测到，则说明电波的能量是集中于一个个的光子上的。

还有啥问题吗？欢迎继续讨论！

电磁波能量的“均匀弥散”是电磁波理论给出的结果，与是否前后遮挡无关。我已说过“根据经典电磁理论，电磁波的能量正比于电磁波的电场分量和磁场分量的强度的平方，同时也正比于电磁波分布的体积（对于微观体系，这个体积大体上就是一个细长的圆柱体，底面是微观体系相对于电磁波的传播方向的横截面积，高度等于光速乘以时间——电磁波通过微观体系的时间越长，相应的细圆柱的高度就越高，体积也就越大）”也就是说，均匀的电磁波——各处的电场与磁场的幅值都相同，这从经典电磁波的观点看，就是电波的能量均匀弥散于空间中，而从光子的观点看，均匀的电磁波只意味着单位体积里的光子数是各处都一样，但电波的能量仍是集中于一个个的光子中。

要“考虑质子前后遮挡的复杂状况”的话不过就是让我前述的那个立方体容器的边长更长一些而已（但长多少是难以计算的），这样，即使有遮挡（因而也就多出了一些空隙），全部入射的无线电波也仍无一漏网。

对于那些完全没被遮挡的质子来说，在我前述的各条件下，入射的电波的总量（即单位面积上入射电波的功率乘以质子的“拦截”横截面积，再乘以照射的时间）与不考虑前后遮挡时的数值完全相同，亦即，单个完全不被遮挡的质子获得的电波能量，只取决于以下三个因素：1）单位面积上入射电波的功率（这是由外部设备调整的），2）质子的“拦截”横截面积（这由质子的本性以及它与电波相互作用的性质决定，给定了质子，又给定了电波，这就完全确定不变了），3）照射时间（就是我先前选取的5秒）。这三个因素都与是否前后遮挡毫无关系！当初我不考虑质子前后遮挡的复杂状况只是为了估算方便而已。这些完全不被遮挡的质子按我前述的照射时间都不会跃迁，那些半遮挡或全遮挡的质子在此5秒里获得的能量更少，自然也不会跃迁。

无须容器很薄。

“只要时间足够长，一个质子就可以在电磁场中累积获得产生能级跃迁的能量”这是经典电磁波理论的一个推论，不是我个人的假设。

Answer 3

一切物质都具有波粒二象性,且波长越长,频率越低,波动性越显著;反之波长越短,频率越高,粒子性越显著.
你所问的电磁波我不是很明白你所指的范围,电磁波谱从波长长到短,分为:无线电波,红外线,可见光,紫外线,x射线和r射线.如果你指的是整个电磁波的范围的话,就应该是r射线粒子性最强.如果你指的是无线电波范围的话是，是微波的粒子性最强.

微波作为一种电磁波也具有波粒二象性．微波量子的能量为1 99×l0 -25～ 1．99×10-22j．
微波有非电离，微波的量子能量还不够大，不足与改变物质分子的内部结构或破坏分子之间的键。再有物理学之道，分子原子核原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围，因而微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研究手段。

没有体现微波的粒子性的实例。在电磁波中，无线电波粒子性最弱。在无线带电波中，微波粒子性最强。

一楼是不对的，二楼只是从光的波粒二象性看光的质能二重性，并没有解释无线电波的粒子性。

我只能说，目前没有体现微波的粒子性的实例。可能它的粒子性太弱。
上次看到一篇论文，他说：“要综合理解各种频率的电磁波，就必须综合地运用波动性和粒子性两种观点。 从发现光的波粒二象性起，使得人们认识到微观世界具有特殊的规律。后来人们观察到电子的衍射图样，这些说明一切物质微粒也像光子一样具有波粒二象性。”

一切运动的物体都具有波粒二象性。这是真理，也是公理。所以无线电波具有粒子性是100%可以肯定的。至于无线电波粒子性的表现，个人没有办法，找21世纪物理学家吧。本回答被提问者和网友采纳

Answer 4

从光的波粒二象性看光的质能二重性
我前些时日陆续写了光是什么（光的本质）之一、之二、之三，现在还想再写点有关光的问题。前面写过的简而言之谈了这样几点：光是电磁波的一种；光的波粒二象性问题；光速测量和光速不变问题；光的传播问题；光子的静止质量问题；做为玻色子之一的光子在电磁力中的媒介作用等问题。。。。。。现在我想根据光的一些性质再发挥一下自己的想象。再提出一些新的看法和新的问题。我想无论认识和想象的正确与否，都无关大碍，其目的只是想起到一点抛砖引玉的作用，供网友们、供物理学爱好者们进一步探讨和讨论。也希望能得到有关方面专家的指导。使人们对光的本质能有更进一步的认识。并进而带动其它学科的深入发展。
光的波粒二象性（有些学者和物理学爱好者把光的波粒二象性，说成或写为波粒二相性、波粒二向性或波粒二像性不一。）是人们经过三百多年对光的探讨和争论在二十世纪初才得出的比较一致的结论。严格说来，直止现在人们对此种说法认识也不完全一致。比如：目前有的学者把光的本质表述为：微粒才是运动的主体,，波只是运动的过程。无论怎么说光的波动性和光的粒子性目前用不同的试验方法都得到了一些认证。
这一问题为什么争论如此之久？为什么这样难以统一？实际上这一方面说明了人类当前对量子世界的观测、试验等手段只能达到这样一个水准。另一方面也看出了光的本质是很难一下子就认识清楚的。
光这种东西确实很特殊，人类虽然是最早，可以说是第一面就接触到光，但它随时以各种面目进入人们的视野并给人们以不同的感受和启示。在量子电动力学里把光子认定为：是传递电磁作用力的媒介子。到目前为止，尚没有发现自由状态下传递强相互作用力的8种胶子，更没有发现传递引力的引力子，有的学者指出传递弱相互作用的W+、W-粒子相互碰撞也会转化成光子。甚至还有的学者论述到：强子相撞也会转化为光子。果真如此的话，那么，光子会不会就是传递四种作用力的最基本的媒介子呢?本篇先不进一步探讨这个问题，还是先在光的波粒二象性这个问题上作点文章。
我认为：对光的认识只停留在光的波粒二象性这个层面上是不够的。光的波粒二象性的这种现象说明了什么？它的实质又是什么呢？它应该给我们带来怎样的启示呢？我认为光的波粒二象性这种现象，实质说明了光具有质能二重性。即：光既是物质又是能量。
光是能量，这一点是肯定的，几乎被所有的物理学家和物理学爱好者所共认。光属于不属于物质却众说纷纭，认为光不属于物质者，其主要理由是光的静止质量为零，我认为所谓光的静止质量，目前还是理论上的概念和数学上的表述，实际上光一投胎落地，也就是光一但以光的形式出现，它就一直以光速前进，从没有静止过，直止消亡。据我所知，到目前为止，科学家还没有扑捉住单一的、静止的光子。何况现在有一种学说认为光有静止质量，并测算出早期宇宙光子的质量大约为10的负11次方克。（我认为此点值得商榷）。另据华中科技大学教授罗俊及其同事对光的质量的试验结果认为：光子的质量应小于10的负48次方千克，或者说最多只是一个电子质量的1/1024。既是说：光子的质量虽然极小，但是有质量。我认为：即使光的静止质量为零，但光在运动时，其光子照射在物体表面上是会产生光压的，是有动量的。而动量就是光的质量乘上光速。另外根据爱因斯坦的质能转换公式E=M*C的平方也可知：E为光的能量、C为光速、M就是光的质量，不同颜色的光，有不同的波长和频率，其不同颜色的光的能量不同，其质量也就不同。从公式中看出，如果光没有了质量，也就没有了能量。
其实，从光的波粒二象性也可以直接地认定为：光的粒子性就表明了光的物质属性；光的波动性又表明了光是能量。所以，我们完全有理由把光的波粒二象性进一步认为光具有质能二重性。
量子电动力学指出光子是传递电磁作用力的媒介子。如果能认定光的质能二重性的话，进一步还可以认为：光子不仅仅是传递电磁作用的媒介玻色子，它也应该是物质和能量之间的中介。
当前有人提出：物质就是能量，或者说能量就是物质。这种说法我认为还是不妥的，质能在一定的条件下可以转换，但不能把能量直接就说成是物质，起码当前这不是规范的表述。比如：人类的思维活动，我们只能说它是能量的一种表现形式，绝对不能把精神也说成是物质。
好啦，如果能认定光的质能二重性，能把光子既视为物质也视为能量，把光就可以看成为物质与能量的中介。这就会由此打开一些质能转换过程的新思路和研究质能有关问题的新方法。比如：物质与能量的转换究竟是怎么完成的？质能转换过程需要中介吗？光子在物质与能量的转换过程中究竟扮演了什么角色？植物的“光合作用”使光能、热能最终转化成了植物体；人体这个人的精神载体，又是怎么消耗体能使其一部分转化为思维活动的呢？光子在人类的思维活动中究竟起了什么作用？在人类的精神世界里究竟起了什么作用？人体的经络与光子有关系吗?经络会不会就是人体的“光缆”呢？在人体内部的信息传递中光子又起了什么作用？人体内部信息传递的速度是多少，与光速有什么关系呢？人类的思维速度与光速有什么联系吗？。。。。。。
能量的各种运动形式和形态是不一样的，但也都有一定内在的联系。人类的思维活动、人们的精神世界可能是最难以认识的，最难以用数学形式表述、最难以用实验验证的。我想：进一步认识光的本质，从研究光子入手，因光子目前可以有数学形式的表述，通过光的质能二重性和质能转换的已知理论，对人类思维活动和精神世界的认识就有进一步达到更科学的地步。以对光子的研究作为对精神世界和思维活动研究的切入点可能是一条可行的甚至于是最捷径的道路。通过对光的本质的进一步认识，对光学、对量子电动力学、量子色动力学、对宇宙学和对超弦理论等都会有新的启示。

参考资料：http://tieba.baidu.com/f?kz=294574550

Answer 5

我理工物理的，来答。

首先需要提示楼主，您的思绪混乱的原因其实是因为对所研究对象概念性的模糊——即是说：楼主首先要注重对与世界物质本质的理解。

我先来解决楼主的这个困惑的结：

（论点依据来自近代物理公认理论）世界的本质是能量，我们现在能够探测到的能量大约是整个宇宙能量的四分之一（也就是说，剩下的四分之三的能量我们还探测不到或者无法研究，只能估计到它的存在的可能性。），其中这能量的一部分是物质（就是说还有些能量不是物质形态存在的，或者说不是物质）。

所以，物质只是这个世界的一部分。而您所说的量子性与粒子性是指物质来说的。而物质具有这样的特性：宏观看上去，是波，即具有波的特性；微观进行研究，是粒，即单元性质。拿射线来说，“乍看上去”是波，包括所谓的粒子流；如果可以让时间停止的话，您回发现这波其实是一个个的粒。这就好比流行看似一条线，但其实是一粒大石头而已。而我们通常所说的“光”是人眼所能看到光，是波的一种。再通俗点说，物质的本态是由粒构成的波。因而也就具有波粒二重性质了，其实是不矛盾的。

所以，现代物理对于这个理论没有异议，有异议的地方是用波的理论（量子派）来研究物质还是已粒的理论（粒子派）来研究，通俗点说就是用哪一派的理论构架来诠释并且用此方法来继续研究下去。这点上，至今尚存争议。

以下是若干答疑注释：

一：关于粒子的研究方向：现代物理中，对于这个构成波的“粒”，具体到底是什么，尚是一个空白领域，是我们现代物理现在尚在进军的方向。这也是粒子派的研究方向与主张，将问题的本质追根问底的风格。

二：对于楼主所述的问题具体回答
i 波的特性都是一样的（只是有的波“汇成”了石头，有的波汇成了电子流，即电流），微波是波的一种。只是波长“微”了一些而已。
ii 关于对波量子性质的实验是成功而充分的。
（简单举例，通过测量波传送中能量的发射形式可发现它是一份份的；即“粒”型的。具体实验数据或者论文可查询世界权威物理站点，在此不在赘述。）

参考资料：我的大学物理