光是什么？光有质量吗？

落魄狭

虽然我们每天都在接触光、应用光，但要问道：光是什么？却很少有人能给出精确定义。在经典物理学上，粒子理论认为光是由一个个独立的光子构成的。到十七世纪晚期Christian Huygens提出了波动理论，认为光是一种特殊的波而不是粒子集合。1807年Thomas Young又用光的衍射行为进一步证实了这一理论。可就在人们决定接受新的波动理论的同时，却不知如何去解释用粒子理论很好理解的光的镜面反射行为。光到底是什么，是一种粒子，还是一种波？   1905年爱因斯坦提出了著名的光电效应，认为紫外线在照射物体表面时，会将能量传给表面电子，使之摆脱原子核的束缚，从表面释放出来，因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子。后人又将这一理论进一步深化，创建了量子物理，认为一切物质都具有波粒二相性，只是二者所占比例不同，所以光既是一种波，同时又是由一个个光子所构成。但光作为一种独特物质，它的波动性还是占主要方面。  为了更好地理解光的波动性，我们首先来看看大家熟悉的水波。虽然名为水波，它却不是由水构成的，而是由穿过水的能量形成，也就是说当你用手在水中滑动，使之形成水波由左向右传播，但这并不是左边的水向右运动的结果，而是你将自身的能量传递给水，它借助波的形式在水中传播，此过程中水分子只是上下振动并没有离开原来的位置。举一反三，所有的波都是运动的能量，传播时大多都需借助类似于水的不同的介质。光波也是如此，只是略微复杂一些，能量以电磁场的形式存在，可以不依靠介质在真空中传播。   与其他波相似，光波也有波长、频率等几个主要表征参数。我们平日熟悉的可见光、红外线、紫外线、x射线等说法就是光波按波长划分后的叫法，其中可见光的波长是在4000到7000埃（1埃＝十亿分之一米）之间，光谱右端波长最短的γ射线只有1埃，左侧波长最长的电磁波的却可以达到几个厘米甚至几米。根据公式：c（光速）＝λ（波长） X ν（频率）可知，光速作为一个定植，所以不同波长的光，频率也就不同。可见光的频率范围处在430万亿赫兹（红光）与750万亿赫兹（紫光）之间，整个光谱的频率却可小到十亿赫兹之下（电磁波），大到3 X 10 10 十亿赫兹之上（γ射线）。作为能量的一种传播方式，光能E = hυ（υ—频率），即波的能量与频率成正比，不同频率的波具有不同的能量，可见光中紫色光的能量最高，红色光的能量最低。

落魄狭

没有分子结构
经典物理学认为光的本质就是电磁波，就你初中的学习理解到这里就可以啦，但是有必要和义务讲讲这里面的具体的一些东西，可能会是难理解点。
人们对光的关注从人开始思考这个世界就开始了，因为我们就生活在光无处不在的世界中。在自然科学从宗教中分离开之前，人类对于光的本质的理解几乎没有进步，只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面。牛顿构建了经典物理学的大厦后，人类的科学思想得到突破，开始讨论类似你“光是什么?”的问题，并且在一定程度上取得了理论上的成果。牛顿时代，对这个问题的回答，存在“粒子学说”和“波动学说”两种声音。牛顿认为光是一种粒子，就像原子一样的小颗粒。光学史上的第一位伟大科学家，与牛顿同时代的惠更斯提出光是一种波的概念，而且提出了光学的惠更斯原理。两种声音中，历史证明惠更斯的思想正确指引了光本质的探讨。等到麦克斯韦将电磁波理论完全建立起来后，人们发现电磁波的速度就是光速，从而论证了光就是一种电磁波（场）。就在人们认为光就是一种电磁波，惠更斯在光学上完全战胜牛顿时，人类进入了20世纪。短短十年内，量子理论和相对论相继建立，物理学由经典物理进入了现代物理学。牛顿精神神奇的在量子理论中复活，量子理论的确立，很大原因建立于人们对光学的几个重要的波动学说无法解释的实验的理论研究。爱因斯坦提出光量子的概念，再次谈回光的粒子性的问题。至此，光是具有波粒二象性的物质成为理论上的妥协点。之后的意大利物理学家德布罗意更是提出所有物质都具有波粒二象性的理论，即认为所以的物体都既是波又是粒子。将人类对物质的属性的理解完全展拓了。
因此，不要小看光是什么的问题，你以为可以通俗解释的问题，伴随了人类思想的发展史，和物理学思想的数次大的重建。