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{{粒子信息框
| name = 光子
| image = Photon.svg
| caption = 光子的波粒二象性示意图
| 组成 = [[基本粒子]]
| 粒子类型 = [[规范玻色子]]
| 理论提出 = [[阿尔伯特·爱因斯坦]]（1905年）
| 实验验证 = [[康普顿散射]]（1923年）
| 符号 = γ（高能光子）或 hν（通用表示）
| 质量 = 0（静止质量）
| 电荷 = 0
| 自旋 = 1（[[玻色子]]）
| 相互作用 = [[电磁力]]
}}

'''光子'''（{{lang-en|Photon}}）是[[电磁辐射]]的[[量子]]，属于[[基本粒子]]中的[[规范玻色子]]。它是[[光]]和所有其他形式[[电磁波]]的载体粒子，也是[[量子电动力学]]（QED）中电磁相互作用的媒介。

== 基本特性 ==
* '''零静止质量'''：光子始终以[[光速]]（真空中的速度为299,792,458 m/s）运动。
* '''能量与动量'''：光子能量（''E''）与[[频率]]（''ν''）的关系为 <math>E = h\nu</math>（''h''为[[普朗克常数]]）；动量（''p''）满足 <math>p = \frac{h}{\lambda}</math>（''λ''为波长）。
* '''自旋与统计'''：光子是自旋为1的[[玻色子]]，遵循[[玻色-爱因斯坦统计]]。
* '''波粒二象性'''：光子既表现出[[粒子]]性（如[[光电效应]]），也表现出[[波动]]性（如[[干涉]]和[[衍射]]）。

== 历史 ==
光子的概念由[[阿尔伯特·爱因斯坦]]在1905年解释[[光电效应]]时首次提出，进一步发展了[[马克斯·普朗克]]的量子理论。1926年，[[吉尔伯特·路易斯]]正式命名其为“光子”。实验验证包括：
* [[康普顿散射]]（1923年）证实光子具有动量。
* [[量子光学]]实验（20世纪后期）直接观测光子行为。

== 应用 ==
光子在现代科技中广泛应用：
* '''通信'''：[[光纤]]传输依赖光子。
* '''能源'''：[[太阳能电池]]通过光子发电。
* '''医学'''：[[X射线]]和[[激光手术]]利用高能光子。
* '''量子技术'''：[[量子计算]]和[[量子加密]]依赖光子纠缠。

== 相关概念 ==
* [[波粒二象性]]
* [[量子场论]]
* [[电磁波谱]]
* [[虚光子]]（量子电动力学中的媒介粒子）

== 参考文献 ==
{{reflist|30em}}

== 外部链接 ==
* [https://home.cern/science/physics/photon 欧洲核子研究中心（CERN）关于光子的介绍]
* [https://www.quantamagazine.org/how-photons-reveal-the-fabric-of-spacetime-20230620/ 《量子杂志》：光子与时空结构]