什么是光子？
光子是电磁能的最小粒子，因此也是最小的光粒子。光子可以以光速传播，因为它们没有质量（多亏了相对论）。光子也是免费的。
光子代表电磁辐射的整个光谱。这包括无线电波、伽马射线和可见光。
光子携带电磁能。这种能量包括我们可以看到的可见光和许多其他类型的低能量和高能量形式的能量。图片来源：美国宇航局
光子：波粒二象性
像许多其他受量子力学控制的粒子一样，光子同时具有波和粒子的特征。光子以波状方式传播，其中局部电场和磁场的强度振荡，有规律地在高能级和低能级之间来回摆动。
光子中的能量决定了光子发射的电磁辐射类型。这意味着低能光子携带无线电波。无线电波被称为长波长，因为波的底部和波峰相距相对较远。高能光子携带伽马波。伽马波被称为短波长，因为它们波的底部和波峰非常接近。
光的历史视角
科学家发现光子既是波又是粒子，这是 量子力学 发展的关键部分。艾萨克·牛顿（Isaac Newton）认为光在粒子中传播的部分原因是光如何从表面反射。但克里斯蒂安·惠更斯（Christian Huygens）指出，光线通过一个小洞照射出去，而不是停留在一个点上。这意味着光必须是波浪，光以类似于水涟漪的方式扩散。惠更斯的波浪模型从 1800 年代的实验中获得了额外的支持。
量子力学和光子
1900年，马克斯·普朗克（Max Planck）提出，由于辐射的行为方式，光子必须是粒子。这为爱因斯坦在 1905 年提出光既是粒子又是波打开了大门。他的解释是基于光电效应。这就是金属板在被光击中时发射 电子 的方式。爱因斯坦证明，照射在金属上的光的强度与光中的光子数量有关。光的频率（或颜色）与每个 光子 携带的能量有关。
小档案
光子可以被物质吸收。当这种情况发生时，它们的光会转化为热量，使物质变暖。这就是阳光如何使地球上的事物变暖。
阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）因其在光子和电磁辐射方面的工作而于1922年获得诺贝尔物理学奖。
美国能源部科学办公室：对亚原子粒子研究的贡献
美国能源部科学办公室的核物理办公室支持研究，以了解所有形式的核物质和构成原子核的亚原子粒子。这项研究包括揭示以前未知的原子性质以及它们在自然状态下组成的亚原子粒子。这项工作在医学、商业和国防方面具有重要的应用。
另外，美国能源部科学办公室运营着一系列利用光子力量进行科学研究的 光源 。这些光源是科学办公室的用户设施，向来自工业界、学术界和国家实验室的研究人员开放。
