⑴ 光子是怎樣產生的
光具有波粒二相性，是一種以電磁波形式傳播的特殊粒子——光子，由光源產生，被各種物體反射、折射進入人眼，並被感知，所以我們才能看到周圍的景物。但是什麼樣的物體才是光源，是不是所有的物體都能產生光子呢？光子的產生途徑又是什麼呢？
表面光子產生的途徑很多，但歸根結底遵循的都是一個機理——光電子理論。原子都是由原子核和核外電子構成，電子在自己的固定軌道上繞核旋轉。根據能量最低原理，電子總是首先填充能量較低的軌道，處於穩定的基態；當獲得一個額外能量，使它能夠爭脫核的束縛時，便可向高能量軌道躍遷，處於不穩定的激發態。此時該電子可通過向外輻射光子的形式降低自身能量回到基態，而光子的能量正好等於兩個軌道能量之差。這種現象在我們日常生活中是非常普遍的，在很多工廠和公園中都可以看到發著黃光的鈉氣燈。學過化學的人都知道，鈉原子核外有11個電子，分布在3個軌道上，最外層只有1個電子，稱為3s電子，當它受到外界激發而發生躍遷時，會釋放出波長為580納米的光子，正好處於黃色可見光的波長范圍。
激發原子最常用的方法是加熱，當用噴燈加熱一塊馬蹄鐵時，它會隨著溫度的提高先變成紅色，達到足夠熱時會變成白色。這是由於紅色光的能量最低，少量的熱量就可將電子激發到一個最臨近的高能軌道，回歸時便釋放出能量較低的紅光。繼續加熱，受激發的電子數目增加，躍遷到不同的軌道，回歸時釋放出不同能量的可見光，相互疊加便成為白光。利用這種原理，人們用不同的方式產生熱，再激發不同的元素，製造出各種形式和色彩的燈：
鎢燈：最常用的白熾燈的燈絲選用鎢，具有很大電阻，通電可以產生很高的熱量，同時燈泡中充滿惰性氣體防止燈絲氧化，可以產生亮度很大的白光。
汽燈：很多信號燈用天然氣或煤油作為熱源。
熒光燈：用電直接激發原子，而不是產生熱量，可以防止額外的熱量散失，達到節能的要求。
激光器：利用能量激發一種激光介質，產生特定波長的光。
化學燈：利用化學反應提供能量激發原子。
⑵ 光子是光速產生能量，還是本能產生速度
光子是為了對光進行量子性描述而人為創造的一個概念。其實光只是能量躍遷的效應，「每個」光子對應於產生它的量子能級變化(核外電子、核子等)。這種效應具有方向性，如果這種效應不被靶標物體接受，將在平直三維空間中沿直線傳播，並遵循狹義相對論速度極限。如果被靶標物體接收，才能體現出光的能量作用。光子一旦產生就不可能是靜止的，光子無靜止質量。所以，光子不是光速產生的能量，也不是因能量才具有速度。不能把光子按機械物體理解。
⑶ 光子是怎樣形成的
首先，光是一種電磁波，只要有變化的磁場或電場就會產生電磁波。光子是電磁波的最小單位，形成多半類似，答的不好算開個頭。是電子從原子的高能軌道跳到低能軌道時放出來的。
光電子是電子，光子是光子，二者是很不同的。
光電效應是光子打到金屬原子上，電子吸收光子的能量，使電子的能量足夠大脫離原子核和金屬的束縛，飛離金屬。
光子怎麼產生的，是個很難的問題，量子力學都無法回答。但可以列舉一些實驗，具有產生光子的過程。比如說，原子受激發後，又躍遷到基態，電子能量降低，多餘的能量就是以光子的形式釋放出來。
⑷ 光子是如何形成的
原始稱呼是光量子（light quantum），電磁輻射的量子，傳遞電磁相互作用的規范粒子，記為γ。其靜止量為零，不帶荷電，其能量為普朗克常量和電磁輻射頻率的乘積，ε=hv，在真空中以光速c運行，其自旋為1，是玻色子。早在1900年，M.普朗克解釋黑體輻射能量分布時作出量子假設，物質振子與輻射之間的能量交換是不連續的，一份一份的，每一份的能量為hv；1905年A.愛因斯坦進一步提出光波本身就不是連續的而具有粒子性，愛因斯坦稱之為光量子；1923年A.H.康普頓成功地用光量子概念解釋了X光被物質散射時波長變化的康普頓效應，從而光量子概念被廣泛接受和應用，1926年正式命名為光子。量子電動力學確立後，確認光子是傳遞電磁相互作用的媒介粒子。帶電粒子通過發射或吸收光子而相互作用，正反帶電粒子對可湮沒轉化為光子，它們也可以在電磁場中產生。
光子是光線中攜帶能量的粒子。一個光子能量的多少與波長相關, 波長越短, 能量越高。當一個光子被分子吸收時,就有一個電子獲得足夠的能量從而從內軌道躍遷到外軌道,具有電子躍遷的分子就從基態變成了激發態。
光子具有能量，也具有動量，更具有質量，按照質能方程，E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由於無法靜止，所以它沒有靜止質量，這兒的質量是光子的相對論質量。
光子是傳遞電磁相互作用的基本粒子，是一種規范玻色子。光子是電磁輻射的載體，而在量子場論中光子被認為是電磁相互作用的媒介子。與大多數基本粒子相比，光子的靜止質量為零，這意味著其在真空中的傳播速度是光速。與其他量子一樣，光子具有波粒二象性：光子能夠表現出經典波的折射、干涉、衍射等性質；而光子的粒子性則表現為和物質相互作用時不像經典的粒子那樣可以傳遞任意值的能量，光子只能傳遞量子化的能量。對可見光而言，單個光子攜帶的能量約為4×10-19焦耳，這樣大小的能量足以激發起眼睛上感光細胞的一個分子，從而引起視覺。除能量以外，光子還具有動量和偏振態，但單個光子沒有確定的動量或偏振態。
[編輯本段]光子與經典電磁理論
命名
光子起初被愛因斯坦命名為光量子[7] 。 光子的現代英文名稱photon源於希臘文 φῶς （在羅馬字下寫為phôs），是由物理化學家吉爾伯特·路易士在他的一個假設性理論中創建的[11] 。 在路易士的理論中， photon指的是輻射能量的最小單位，其「不能被創造也不能被毀滅」。 盡管由於這一理論與大多數實驗結果相違背而從未得到公認， photon這一名稱卻很快被很多物理學家所採用。 根據科幻小說作家、科普作家艾薩克·阿西莫夫的記載， 阿瑟·康普頓於1927年首先用photon來稱呼光量子[12] [13] 。
在物理學領域，光子通常用希臘字母γ （音： Gamma ）表示，這一符號有可能來自由法國物理學家維拉德 （ Paul Ulrich Villard ）於1900年發現的伽瑪射線 [14] [15] ，伽瑪射線由盧瑟福和英國物理學家安德雷德 （ Edward Andrade ）於1914年證實是電磁輻射的一種形式[16] 。在物理學領域，光子通常用希臘字母γ （音： Gamma ）表示，這一符號有可能來自由法國物理學家維拉德 （ Paul Ulrich Villard ）於1900年發現的伽瑪射線 [14] [15 ] ，伽瑪射線由盧瑟福和英國物理學家安德雷德 （ Edward Andrade ）於1914年證實是電磁輻射的一種形式[16] 。 在化學和光學工程領域，光子經常被寫為h ν ，即用它的能量來表示；有時也用f來表示其頻率，即寫為h f 。
物理性質
用費曼圖表示的正電子 - 負電子散射（也叫做BhaBha散射 ），波浪線表示交換虛光子的過程
參見： 狹義相對論
從波的角度看，光子具有兩種可能的偏振態和三個正交的波矢分量，決定了它的波長和傳播方向；從粒子的角度看，光子靜止質量為零[4] ，電荷為零[17] ， 半衰期無限長。 光子是自旋為1的規范玻色子，因而輕子數 、 重子數和奇異數都為零。
光子的靜止質量嚴格為零，本質上和庫侖定律嚴格的距離平方反比關系等價，如果光子靜質量不為零，那麼庫侖定律也不是嚴格的平方反比定律[18] 。 所有有關的經典理論，如麥克斯韋方程組和電磁場的拉格朗日量都依賴於光子靜質量嚴格為零的假設。 從愛因斯坦的質能關系和光量子能量公式可粗略得到光子質量的上限：（公式缺）
這里？即是光子質量的上限， ？是任意電磁波的頻率，位於超低頻段的舒曼共振已知最低頻率約為7.8赫茲。
這個值僅比現在得到的廣為接受的上限值高出兩個數量級。
參見光子：規范玻色子一節中對光子質量的討論。
光子能夠在很多自然過程中產生，例如：在分子、 原子或原子核從高能級向低能級躍遷時電荷被加速的過程中會輻射光子，粒子和反粒子 湮滅時也會產生光子；在上述的時間反演過程中光子能夠被吸收，即分子、原子或原子核從低能級向高能級躍遷，粒子和反粒子對的產生。
在真空中光子的速度為光速，能量 和動量p之間關系為（公式缺）； 相對論力學中一般質量為？的粒子的能量動量關系為（公式缺）。
光子的能量和動量僅與光子的頻率ν有關；或者說僅與波長λ有關光子的能量和動量僅與光子的頻率ν有關；或者說僅與波長λ有關 。
從而得到光子的動量大小為 ？
其中？ 也叫做狄拉克常數或約化普朗克常數 ， k是波矢，其大小也叫做狄拉克常數或約化普朗克常數 ，方向指向光子的傳播方向；？叫做波數 ；？ 是角頻率 。 光子本身還攜帶有與其頻率無關的內秉角動量？： 自旋角動量 ？，其大小為光子本身 ，並且自旋角動量在其運動方向上的分量(這一分量在量子場論中被稱作helicity )一定為 ？ ，兩種可能的值分別對應著光子的兩種圓偏振態（右旋和左旋）。
從光子的能量、動量公式可導出一個推論：粒子和其反粒子的湮滅過程一定產生至少兩個光子。 原因是在質心系下粒子和其反粒子組成的系統總動量為零，由於動量守恆定律 ，產生的光子的總動量也必須為零；由於單個光子總具有不為零的大小為 的動量，系統只能產生兩個或兩個以上的光子來滿足總動量為零。 產生光子的頻率，即它們的能量，則由能量-動量守恆定律 （四維動量守恆）決定。 而從能量-動量守恆可知，粒子和反粒子湮滅的逆過程，即雙光子生成電子-反電子對的過程不可能在真空中自發產生。
光子具有波粒二象性，即說光子像一粒一粒的粒子的特性又有像聲波一樣的波動性，光子的波動性有光子的衍射而證明，光子的粒子性是由光電效應證明。
上面有人認為光子的動質量為零是錯誤的，光子的靜質量為零，否則的話其動質量將為無窮大。但其動質量卻是存在的，計算方法是這樣的：首先，由於頻率為v的光子的能量為
E＝hv，（其中h為普朗克常數），故由質能公式可得其質量為：m＝E/c^2=hv/c^2
其中c^2表示光速的平方。該方法由愛因斯坦首先提出。
經典的波有群速度與相速度之分。
光子的速度就是光速。
光子有速度、能量、動量、質量。光子不可能靜止。光子可以變成其它物質（如一對正負電子），但能量守恆、動量守恆。
華中科大羅俊教授重新確定光子靜止質量上限
華中科技大學教授重新確定光子靜止質量上限，有業內人士認為：光子靜止質量為零是經典電磁理論的基本假設之一。但有些科學家則認為，光子可能有靜止質量。如果實驗最終檢測到光子存在靜止質量，那麼有些經典理論將要有所變化。
在2月28日出版的美國《物理學評論快報》（PhysicalReviewLetters） 上，有專文介紹說：「一項由中國科學家羅俊等完成的新的實驗表明，在任何情況下，光子的靜止質量都不會超過10的負54次方千克，這一結果是之前已知的光子質量上限的1／20。」羅俊和他的同事通過一種新穎的實驗方法，在一個山洞實驗室里將光子靜止質量的上限，進一步提高了至少一個數量級。
據悉，如果光子存在靜止質量，雖然不會影響到人們的日常生活，但其產生的後果將是根本性的———例如，光速將隨波長的改變而變化，並且光波將像聲波一樣能夠產生縱向振動。
⑸ 光子從哪裡來
光子火箭推進20世紀50年代初桑格爾設想的由光子火箭推動的宇宙飛船，分三部分。最前面是供宇航員工作和生活的座艙。中間部分是燃料貯箱。最後面是動力部分，它的主要部件是巨大的凹面反射鏡，面積達幾十平方米。光子發生器在反射鏡的焦點上，推動飛船高速前進。
物質是由原子構成的，原子是由質子、中子組成的原子核和核外電子構成的，不同物質只是質子、中子和電子的數目不同，如氫原子核為一個質子，核外一個電子；氦核為兩個質子、兩個中子，核外兩個電子等等。質子、中子和電子等粒子，統稱為亞原子粒子。三四十年代，科學家發現，每一種亞原子粒子都有與它對應的反粒子存在，如反質子、反中子和反電子等等。正粒子組成正物質，就是我們日常接觸的各種物質，反粒子組成反物質。不過，迄今在宇宙中沒有找到天然的反物質，只能在高能核物理實驗室製造出幾種粒子。
科學家們相信在宇宙大爆炸初期，由能量創造物質時，正物質與反物質是成對出現的。與此過程相反，正物質與反物質相遇時，會雙雙消失（科學上叫湮滅）放出光子，同時放出鎖閉在物質中的能量。桑格爾的光子火箭，設想用質子和反質子即氫與反氫湮滅來產生光子。
反物質推進人類不僅可以利用正反物質湮滅產生的光子來作宇宙飛船的動力，而且可以利用它釋放出來的巨大能量來推動宇宙飛船。據計算表明，只要用9千克正反氫湮滅產生的能量，來加熱4噸液氫，可把1噸重的宇宙飛船以10%光速的速度送往比鄰星。因為正反物質湮滅，能100%地將物質轉換成能量，而核裂變只有01%，核聚變也只有07%。正在研製的由反物質衍生的火箭燃料，沖比可達5萬～10萬秒，這比普通火箭燃料高5～50倍。
美國人羅伯特·佩奇設想了一種反物質推進的星系際飛船，用500萬年飛向離銀河系最近的仙女座中的大漩渦星系。這需要10萬代人的生命延續。為了保證人口質量和文化穩定（最主要的要記住從哪裡來，到哪裡去），需要幾個種族的好幾千萬人同行，這就是一整個社會。因此，這艘飛船必須能提供幾千億平方米的表面積，供居住、生活和工作。飛船的質量在500億噸以上，加上幾乎同樣質量的反物質（如磁懸浮狀態下存貯的反鐵），總質量在1000億噸左右。其中人員和幾億噸物質只佔1%。建造飛船和合成反物質，需要好幾千年的時間。為了避免飛船工作時輻射出來的能量（相當全世界核武器的總能量）傷害人類，飛船應在冥王星以外的軌道上建造與組裝。
飛船用所載的反物質和本身的結構材料湮滅的能量啟航和加速，同時為生活、交通、工農業、商業和學校等社會功能機構提供能源。在加速500年後，達到02%的光速，2萬年後達到88%的光速，4萬年後達到25%的光速，5萬年後停止加速時，達到40%的光速，這時飛船90%的質量已轉變為能量而消耗掉，而人口則增加到10億。飛船已飛出了銀河系。5萬年加速時間似乎很長，但它只是整個航行時間的1%，就像100千米行程的汽車，用1分鍾加速到60千米每小時一樣。
在巡航期間，為了使飛船保持足夠的熱量，同時能容納足夠數量的城鎮和電子、通訊、交通等系統，需要花幾千年的時間，將飛船改造成卷席形。
在離目的地4萬年航程時開始減速，到達目的地後，飛船原始質量的9%又被轉換成了能量，人口則增加到50億。
星際沖壓飛船1克加速航行用什麼能源產生動力，始終是宇宙航行的主要問題，這既關繫到飛船的速度，也關繫到飛船的質量。最有利的辦法，當然是直接從太空獲取高性能的能源材料。
氫是宇宙中普通存在的物質。在廣闊的宇宙空間，雖然是高度真空，但仍然有氫分子和氫原子存在。在太陽周圍的空間比較稀少，每立方厘米只有01個氫原子，在星際分子雲中多一些，每立方厘米達4萬個左右。當然，這比起地球大氣來是非常稀薄的，每立方厘米的地球大氣含有4萬兆個氮和氧分子。
科學家們設想，在已有相當速度的宇宙飛船上，安裝一個巨大漏斗形氫採集器，讓它在前進過程中，把太空中的氫收集起來，然後讓它進行聚變反應，用所產生的能量使飛船加速。1克氫原子聚變可產生6300億焦耳的能量，是煙煤能量的2000萬倍。由於這種飛船與沖壓噴氣飛機相似，所以稱為星際沖壓飛船。假如星際沖壓飛船的初速度為167千米每秒，為了每秒鍾收集到05克氫，氫採集器的直徑必須在幾百千米以上。
從增大速度，贏得時間來說，當然是加速度愈大愈好，但加速度過大，超重會影響人的身心健康。那麼，多大的加速度合適呢？
人類長期在地球表面上生活，已習慣於承受地球重力，即1克重力加速度。如果星際沖壓飛船以1克加速飛行，人在飛船上生活和工作，既不會有超重，也不會有失重，與在地球表面上一樣。
1克加速，速度增加是很快的，2年（地球上38年）可達到97%的光速，飛過291光年的距離。如果是到118光年的天蒼五（金魚座星）去考察，則在飛過航程中點以後，將飛船調轉180度，就會以1克減速飛行，最後以較低速度到達，考察1年後以同樣的程序返回，來回約七八年（地球上20多年）。如是在宇宙中周遊，飛船連續加速，12年飛出銀河系；14年飛過仙女座星系；20年飛過100億光年的距離。如果宇宙是球形的，周長900億光年，則飛船已經繞了宇宙1／9圈。由於飛船的速度已非常接近光速，速度效應非常顯著，只要1～2年的時間就可飛過剩下的8／9圈，而回到地球。當然，地球上已過了900億年時間。
⑹ 形成光的能量是什麼。也就是光子是由什麼能量來運動的
光子不是傳統意義上的小顆粒，要理解其本質還是不能離開電磁波的一面。
如果從電磁波的角度來理解，光是空間中變化的電磁場不斷向周圍激發，表現為能量向外傳播，這個過程不需要外力。如果要深究其原動力，那就是最初的變化電場或磁場。比如說，由於微觀帶電粒子的運動使微觀尺度的電磁場發生了變化，於是在一定的條件下，一些區域內的變化電磁場就能不斷把能量傳播出去，這就是發光的過程。從這個角度來看，電磁場的重新分布正是光子運動的原動力，並不是什麼新的能量形式。
光的本質是電磁波，光子往往被看做波包，而不是實物顆粒。當然，光子確實具有一些類似於實物顆粒的性質，如動量守恆等等。
⑺ 光子能量就是光子動能嗎 為什麼
E=hv所表示的光子能量就是光子的動能.如果光子有其他能量的話應該不包括在這個公式裡面專。比如光屬被「黑洞」吸進去了，那麼它也應該有相應的能，就像人受重力勢能一樣。
通常情況，光子應該只有動能。如果光子有其他能量比如勢能的話,那麼肯定是有某個物體或是系統通過某種形式,比如場,來作用光子.我們知道光子之間沒有相互作用.光子和其他基本粒子,也沒有吸引或排斥的作用.盡管光是有溫度的，但我們也不能說它有內能。所以綜上，光子通常應該只具有動能。
⑻ 什麼是能量,能量就是光子組成嗎
能量是一個概念，光子是物質的一種存在形式，光子具有能量 具有能量的除了光子 任何物質都帶有能量。
光的本質是電磁波，光子往往被看做波包，而不是實物顆粒。當然，光子確實具有一些類似於實物顆粒的性質，如動量守恆等等。
⑼ 能量是一份一份具有粒子性的，例如光是由光子組成的，那麼電場也是由能量組成的，也是粒子性的，那組成
原始稱呼是光量子（light quantum），電磁輻射的量子，傳遞電磁相互作用的規范粒子，記為γ。
其靜止量為零，不帶荷電，其能量為普朗克常量和電磁輻射頻率的乘積，ε=hv，在真空中以光速c運行，其自旋為1，是玻色子。早在1900年，M.普朗克解釋黑體輻射能量分布時作出量子假設，物質振子與輻射之間的能量交換是不連續的，一份一份的，每一份的能量為hv；1905年A.愛因斯坦進一步提出光波本身就不是連續的而具有粒子性，愛因斯坦稱之為光量子；1923年A.H.康普頓成功地用光量子概念解釋了X光被物質散射時波長變化的康普頓效應，從而光量子概念被廣泛接受和應用，1926年正式命名為光子。量子電動力學確立後，確認光子是傳遞電磁相互作用的媒介粒子。帶電粒子通過發射或吸收光子而相互作用，正反帶電粒子對可湮沒轉化為光子，它們也可以在電磁場中產生。