量子光学liangzi guangxue

光学中以光的粒子性为基础研究光与物质之间相互作用的分科。量子光学认为光由粒子组成，这种粒子称为光子，其能量为hv(h为普朗克常数，v为光的频率)。原子或分子可把它的能量分给电磁场或从电磁场中获得能量，但只能以光子hv为单位来进行，这样用光子来描述光与物质之间的相互作用和能量的传递。研究光与物质相互作用时，应把电磁场和组成物质的原子体系做为统一的物理体系，并加以量子化的描述。由此出发，可以很好地解决波动光学不能解决的许多问题，如光电效应、康普顿效应和光的发射等；也可以解释与光的传播特性有关的所有重要现象。
1900年，普朗克在研究黑体辐射时提出了电磁辐射体系能量量子化的假设，这是量子理论的开端。1905年，爱因斯坦发展了普朗克的假设，提出了光子学说，使光的量子理论得到进一步发展。1913年，玻尔综合了普朗克的量子理论、爱因斯坦的光子学说和卢瑟福的原子模型建立了氢原子光谱理论。本世纪30年代确立的量子电动力学理论不仅使光的波动性和粒子性得到统一，而且正确地描述了电磁辐射场与原子体系相互作用时可能发生的各种过程，这导致60年代初出现了激光器，使人们对强相干光的产生和应用进入了一个新阶段。物理学这一段发展过程的基本特征在于量子物理和光技术的紧密结合与相互促进，光的量子行为在光与物质相互作用中显示了重要作用。在这过程中，量子光学逐步发展成为一个专门的光学分科。