光可以看成是一种波，但不是机械波，因为光不涉及物质的运动。
如果我们定义的光只是可见光，那光是电磁波的一种。
如果我们定义的光包括可见光和不可见光，那光就是电磁波。
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，光就那么产生了。
注：下面的定义中，只说光的话，光包括可见光和不可见光。
https://blog.soton.ac.uk/soundwaves/further-concepts/1-mechanical-waves-and-light-waves/
由上图，我们可以得知光波是一种横波。
下面我们根据麦克斯韦方程组来推导电磁波的速度也就是光速。
在真空中的麦克斯韦方程组为[1]：
如果只考虑电磁波的话，电荷密度 ，电流密度 ，则麦克斯韦方程组可以写成如下形式[2]：
真空磁导率：
真空介电常数：
对法拉第电磁感应定律求旋度：
根据麦克斯韦-安培定律，上式可以变为：
根据公式 ，和高斯定律 ，我们可以得到：
上式是三维的波动方程。
将三维波动方程写成一维波动方程：
电场 的一般形式为：
其中 是速度， 是波长， 是电场的振幅（这个之后会抵消）。
将电场 的一般形式带入一维波动方程 ，我们可以得到：
通过计算我们可以得到：
由于电磁波在真空的传播速度是 ，所以光的速度也是 。
https://www.sciencelearn.org.nz/images/37-the-visible-spectrum
如果将可见光表示成波的形式，我们可以发现对应的波长在 380-750 nm 左右。
可见光波长的下限通常在 360-400 nm ，上限通常在 750-830 nm 。
根据年龄或体质的原因，每个人的可见光范围可能有些不一样[3]。
可见光只是光的一小部分。
https://en.wikipedia.org/wiki/Light#cite_note-Pal2001-2
https://lco.global/spacebook/light/what-is-light/
将光按照波长从短到长，我们可以得到下面表格[4]：
每个分类的波长范围是大致的，并且在不同的文献中可能会有所不同。光的每个部分按照波长、频率或能量来区分，波长越短，频率越高，能量也越高。
光与机械波一样，可以表现出反射、折射、衍射和干涉现象，并且光的速度（ ）、频率（ ）和波长（ ）也满足关系式：
光的反射是波前在两种不同介质的界面处发生方向改变的现象，使得波前返回到它起源的介质中。这个过程遵循反射定律，即对于镜面反射（例如在镜子上），入射波的角度等于反射波的角度。
光的折射是当光波从一种介质传播到另一种介质时发生的方向改变。这种方向的改变是由于光波速度的变化或介质的变化引起的。在物理学中，光的折射是最常见的现象，但声波和水波也会经历折射。折射的程度由波速的变化和波的初始传播方向相对于速度变化方向的变化决定。对于光来说，折射遵循斯涅尔定律，该定律指出，对于一对介质，入射角的正弦与折射角的正弦的比值等于两种介质中的相速度之比，或等于两种介质的折射率之比。
和 是在介质 1 、介质 2 的传播速度。
和 是在介质 1 、介质 2 的传播率。
https://stickmanphysics.com/stickman-physics-home/electromagnetic-waves/refraction-of-light/
光的衍射是指光波遇到障碍物或缝隙时发生的弯曲和扩散现象。当光波通过一个小于其波长的缝隙，或者绕过一个障碍物时，它会在几何阴影区域产生明显的波纹。
http://electron9.phys.utk.edu/optics421/modules/m5/Diffraction.htm
光的干涉是指两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加，从而形成新波形的现象。当两束单色光束在空间中的某个区域内重叠时，会发现重叠区域内的光强并不是均匀分布的，其明暗程度会随着空间中的位置不同而变化。这种光强的重新分布被称作“干涉条纹”。
https://www.joerg-enderlein.de/wave-or-particle
偏振（polarization）是指横波能够朝着不同方向振动的性质。电磁波会展示出偏振现象，而纵波则不会，如传播于气体或液体的声波，它们只会朝着传播方向振动。电磁波的电场和磁场彼此垂直，并且都垂直于电磁波的传播方向。理论上，垂直于传播方向的电场可以呈任意方向振动。如果电场的振动只朝着单一方向，则称为“线偏振”或“平面偏振”；如果电场的振动方向随时间旋转，电场向量的端点随时间勾画出圆形，则称为“圆偏振”；如果勾画出椭圆形，则称为“椭圆偏振”。这些偏振现象还可以根据电场随时间旋转的方向（顺时针或逆时针）进一步细分。
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/polclas.html
光波是一种电磁波，而许多常见的光学物质，如玻璃，都具有各向同性，这意味着它们会维持波的偏振态不变。但是，一些特殊的物质如双折射物质或光学活性物质具有各向异性，它们会改变波的偏振方向或使波的传播状态因偏振方向的不同而不同。起偏器是一种光学滤波器，它只允许特定方向偏振的光波通过，因此可以将非偏振光变为偏振光。
https://www.baumer.com/ch/en/service-support/technology-highlights/polarization/a/Polarization
https://en.wikipedia.org/wiki/Max_Planck
1900 年，马克斯·普朗克在研究物体热辐射的规律时发现，只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，计算的结果才能和实验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子，每一份能量子等于普朗克常数乘以电磁辐射的频率：
其中， 是能量， 是普朗克常数， 是频率[5]。
在 1918 年，马克斯·普朗克因为“发现能量量子为物理学进步所做的贡献”而获得诺贝尔物理学奖。
https://www.nbcnews.com/id/wbna7318759
1905 年，阿尔伯特·爱因斯坦发表论文《On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light》，给出了光电效应实验数据的理论解释。爱因斯坦主张，每个光量子携带的能量与光的频率成正比，这个比例常数后来被称为普朗克常数。一个光子如果其频率高于某个阈值，就具有足够的能量来逐出一个电子，从而产生观察到的效应[6]。
https://doi.org/10.1002/andp.19053220607
https://www.electricity-magnetism.org/photoelectric-effect/
光电效应推动了光的波粒二象性这样概念的发展。
在 1921 年，阿尔伯特·爱因斯坦因为“对理论物理学的贡献，尤其是他对光电效应定律的发现”而获得诺贝尔物理学奖。
康普顿散射（Compton Scattering），或称康普顿效应（Compton Effect），是指当 X 射线或伽马射线的光子与物质相互作用时，因失去能量而导致波长变长的现象。这一波长变化的幅度被称为康普顿偏移。康普顿本人引用光电效应和狭义相对论来解释这一现象，并推导出康普顿频移公式[7]：
：原波长；
：散射后波长；
：普朗克常数；
：电子静质量；
：光速；
：散射角；
https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/cgro/cgro/compton.html
https://www.cas.cn/xzfc/201911/t20191122_4724792.shtml
在 1923 年，康普顿效应首先由美国物理学家阿瑟·康普顿观察到，并在随后的几年间由他的研究生吴有训证实了其普遍性。这个效应反映出光不仅仅具有波动性，而且在某些情况下表现出粒子性，即光束可以被看作是一串粒子流，这些粒子流的能量与光的频率成正比。
在 1927 年，阿瑟·康普顿因为“发现了康普顿效应”而被授予诺贝尔物理学奖。
从上面普朗克提出的能量子概念、光电效应到康普顿散射，光表现的更像一个粒子，我们可以说光就是一种粒子吗，事实究竟是怎么样的呢？
阿尔伯特·爱因斯坦在 1905 年至 1917 年间发展出光子的现代概念，这是为了解释一些与光的经典波动模型不相符合的实验结果。爱因斯坦的主张也与普朗克的半经典理论明显不同，他提出光本身就是量子化的概念，当时爱因斯坦称之为“光量子”（light quantum）。1926 年，美国物理化学家吉尔伯特·路易斯给《Nature》的信中正式提出“光子（photon）”这一名称。
https://www.nature.com/articles/118874a0
光子（Photon）是一种基本粒子。
光子的质量为 0 。
在物理学中，光子通常用符号 表示。
光子遵守的基本量子关系式[8]：
：能量；
：普朗克常数；
：约化普朗克常数或狄拉克常数， ；
：频率；
：角频率， ；
：动量的大小；
：波长；
：波数；
根据量子力学，光子表现出波粒二象性，即光子的行为既有波的特性也有粒子的特性。
单个光子的扩散并不等同于一个短暂的电磁脉冲。在量子尺度上，光子的扩散可以由波函数来描述，而波函数提供了光子在空间中出现的概率分布。这意味着光子的位置不是固定的，而是有一定的不确定性，这种不确定性在某种程度上类似于扩散。在自由空间中，单个光子的波函数会随着时间的推移而展宽，这可以被视为一种量子扩散。然而，这并不意味着光子像经典粒子那样在空间中随机移动，而是它的存在概率分布变得更加广泛。
光子是玻色子。
在量子场论中，负责传递电磁力的是光子。光子是电磁相互作用的媒介粒子，也称为规范玻色子。在粒子物理学的标准模型中，电磁力是通过光子的交换来传递的。这个过程可以用费曼图来表示，其中带电粒子之间的相互作用是通过虚光子（Virtual photon）的交换来实现的。这些虚光子不是实际观测到的光子，而是量子场论中的一种计算工具，用于描述力的传递机制[9]。
https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-019-00266-y
光子为什么不是费米子？
因此，由于光子的自旋和它们在量子场论中的角色，光子不能是费米子。
刚开始的时候人们认为光是一种波，但之后的一些物理现象指出光也具有粒子的性质。随着对光的认识的深入，人们提出了光子的概念，光子具有波粒二象性，这样就可以同时解释光表现出的波动性和粒子性。
如有错误，欢迎指正。
