题目

所有光子都是全同粒子吗?

提问时间：2020-08-02

答案

内禀性质(质量、电荷、自旋等)完全相同的粒子.如所有的电子都是全同粒子,所有的质子、所有的a 粒子也分别都是全同粒子.在经典力学中,尽管粒子性质相同,由于它们在运动过程中都有确定的轨道,在任何时刻都有各自确定的位置和速度,因而它们可以彼此区分；而对于微观粒子,由于波粒二象性,粒子没有确定的轨道,在一个体系内部完全不可分辨；交换其中的两个粒子的运动状态,不会观察到任何物理上的差别.全同粒子的不可分辨意味着描写全同粒子体系的波函数只可能是交换对称的或交换反对称的,对称性质不随时间改变.实验表明,所有自旋取整数的粒子称为玻色子,例如光子的自旋为1,其波函数是对称的；所有自旋取半整数的粒子称为费米子,例如电子、质子和中子的自旋均为1／2,其波函数是反对称的.
全同粒子的不可分辨性导致玻色子体系存在一种相互吸引的交换力,费米子体系存在相互排斥的交换力,与这种交换力相联系的能量称为交换能.这种交换力是一种量子效应,没有经典的对应.它在认识多电子原子和分子光谱、分子和化合物的化学键、固态物的电子特征、铁磁性、核力性质以及超导超流现象中是重要的.
所以,光子都是全同粒子.