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光的本质是什么？这是人类探索了数千年的重要问题。古希腊时期，人们认为光沿直线传播。17世纪，牛顿提出了光的粒子说，认为光是由微小粒子组成的。同时期的惠更斯则提出了波动说，认为光是一种波动现象。19世纪麦克斯韦建立了电磁理论，证明光是电磁波。到了20世纪，量子力学的发展揭示了光的波粒二象性，这一认识过程展现了科学发展的历程。
光的波动性质是理解光本质的重要方面。光波具有波长、频率、振幅和相位等基本参数。不同颜色的光对应不同的波长，红光波长较长，蓝光波长较短。当两列光波相遇时会发生干涉现象，相位相同时振幅增强，相位相反时振幅减弱。著名的双缝干涉实验清楚地展示了光的波动特性，在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。光还会发生衍射现象，遇到障碍物时会弯曲传播，这些都是光波动性的重要证据。
光的粒子性质通过光电效应得到了有力证明。爱因斯坦提出光子理论，认为光由离散的能量包组成，每个光子的能量等于普朗克常数乘以频率。在光电效应中，光照射到金属表面会产生电子，关键发现是电子的动能只与光的频率有关，而与光的强度无关。这说明光具有粒子特性，能量是量子化的。高频光的光子能量大，能够激发出动能更大的电子，而低频光即使强度很大，如果频率低于阈值频率，也无法产生光电效应。这一发现为量子力学的建立奠定了基础。
光的波粒二象性是现代物理学的核心概念之一。光既表现出波动性特征，如干涉和衍射现象，又表现出粒子性特征，如光电效应中的离散能量传递。这看似矛盾的现象通过互补原理得到解释：观测方式决定了光表现出的性质。当我们用波动实验观测光时，光表现为波动；当我们用粒子实验观测光时，光表现为粒子。现代量子力学用概率波的概念统一解释了这种二象性：光子在空间中的概率分布呈现波动特征，而探测时则表现为离散的粒子。这一认识深刻改变了我们对物质和能量本质的理解。
光的电磁波本质由麦克斯韦的电磁理论揭示。根据麦克斯韦方程组，变化的电场会产生磁场，变化的磁场又会产生电场，这样电场和磁场相互激发，形成电磁波在空间中传播。电磁波的传播速度正好等于光速，这表明光就是电磁波。电磁波谱包括从低频的无线电波到高频的伽马射线，可见光只是其中很小的一部分。所有电磁波都满足波速等于波长乘以频率的关系。电磁波理论不仅解释了光的波动性，也为理解光的粒子性提供了基础，因为电磁场的能量是量子化的。