光子的历史发展
在18世纪之前的大多数理论中,光被描述为由无数微小粒子组成的物质。由于粒子理论不能轻易解释光的折射、衍射和双折射,笛卡尔(1637)、胡克(1665)、惠更斯(1678)等人提出了光的(力学)波动理论。但当时由于牛顿的权威影响,光的粒子说仍然占主导地位。19世纪初,托马斯·杨和菲涅尔的实验明确证实了光的干涉和衍射特性。到1850左右,光的波动说已经完全被学术界接受。1865年,麦克斯韦理论预言光是电磁波,证实电磁波存在的实验由赫兹在1888年完成,这似乎标志着光的粒子理论的彻底终结。
但是麦克斯韦理论下的光的电磁理论并不能解释光的所有性质。比如在经典电磁理论中,光波的能量只与波场的能量密度(光强)有关,与光波的频率无关;但很多相关实验,如光电效应实验,都表明光的能量与强度无关,只与频率有关。一个类似的例子是,在一些光化学反应中,只有当光频率超过一定阈值时,反应才会发生,而当光强增加到阈值以下时,反应就不会发生。
与此同时,许多物理学家四十多年(1860-1900)对黑体辐射的研究,被普朗克建立的假说终止,他提出任何体系的发射或吸收频率都是
爱因斯坦等人的工作证明了光子的存在,接下来的问题是:如何将麦克斯韦的光的电磁理论和光量子理论统一起来?爱因斯坦一直没能找到统一两者的理论,但现在这个问题的答案已经包含在量子电动力学及其后续理论中:标准模型。