光子 光子英語Photon是一種基本粒子是電磁輻射的量子在量子場論裏是負責傳遞電磁力的力載子英语force carrier這種作用力的效應在微觀層次或宏觀層次都可以很容易地觀察到因為光子的靜止質量為零它可以移動至很遠距離这也意味着它在真空中的传播速度是光速如同其它微觀粒子光子具有波粒二象性能夠展現出波動性與粒子性例如它能在雙縫實驗裡展示出波動性也能在光電效應實驗裏展示出粒子性 阿尔伯特爱因斯坦在年至年间發展出光子的現代概念這是為了解釋一些與光的古典波動模型不相符合的實驗結果当时被普遍接受的经典电磁理论尽管能夠論述關於光是电磁波的概念但是无法正確解释黑體輻射與光电效应等实验现象半古典理論在麦克斯韦方程组的框架下将物质吸收光和发射光所涉及的能量量子化而行進的光波仍採古典方法處理如此可對黑體輻射的實驗結果做出合理解釋爱因斯坦的主張與普朗克的半古典理論明顯不同他提出光本身就是量子化的概念當時愛因斯坦稱之為光量子英語light quantum年美国物理化学家吉尔伯特路易斯正式提出光子photon的命名 雖然半古典理論對於量子力學的初始發展做出重大貢獻從於年觀測到的電子對於單獨光子的康普頓散射開始更多的實驗證據使愛因斯坦光量子假說得到充分證實由於這關鍵發現愛因斯坦於年獲頒諾貝爾物理學獎 光子的概念带动了实验和理论物理学在多个领域的巨大进展例如激光玻色爱因斯坦凝聚量子场论量子力学的统计诠释量子光學和量子計算等在物理学外的其他领域裡這概念也找到很多重要應用如光化学高分辨顯微術英语twophoton excitation microscopy以及分子间距测量等在当代相关研究中光子是研究量子计算机的基本元素也在复杂的光通信技术例如量子密码学等领域有重要的研究价值 根据粒子物理的标准模型光子的存在可以满足物理定律在时空内每一点具有特定对称性的理論要求這種對稱性稱為规范对称性它可以決定光子的内禀属性例如质量电荷自旋等光子的自旋為因此是玻色子不遵守泡利不相容原理