也就是說光或一列電磁波是由兩列正交糾纏的交變電磁場構成的。示意圖應該很淺顯了，就不多解釋。

當我們說光子的時候，其實說的是電磁波具有能量的性質。可以轉化為其他形式的能量，這樣也是光能夠被感知的原因。只不過從量子力學的角度來看，一切具有能量的存在形式都存在類似數字信號的性質就是在時間和數值上呈離散性，通俗的說能量能且只能被劃分為一份一份的來轉化和傳播，能量形式的改變只能是不連續的。這樣就把一份電磁波能量定義為一個光子。光在自由空間四面八方傳播的，其能量與距離平方成反比的衰減，是不是意味著光或電磁波的傳播其實是有限的，當他們衰減到小於一個光子能量的時候，不再被感知？！這樣的話太陽光的傳播距離並不是傳統認知上的宇宙有多大太陽光就能傳多遠的結論。這是一個有趣的話題，已經是話外話了，不在此討論。

那麼單個光子的電磁波是什麼樣的呢？

一個光子能量E=hγ。h是普朗克常量，值約為h=6.63×10^（-34） J·s，γ是光的頻率。可見不同頻率或波長的電磁波其一個光子的能量是不一樣的。所謂單個光子的電磁波只能從能量的角度去考量，其存在形式也必須滿足對應波長的一個光子的能量。

順便推銷下我的認知：任何物質運動的速度越快時間就越慢，達到光速的時候時間就停止了，光子也一樣，因為處於光速本身沒有時間可以討論，光子是瞬間布滿其該佔據的自由空間，甚至瞬間都只是一個形容詞而已，因為不需要時間。所以在任何參照系中看起來光速不變，個人認為這個結論非常吻合相對論的觀點。但是我們都知道光的傳播明明需要時間？這是為什麼呢？留待自由想像或嚴謹的數學證明吧！

光子是電磁場的量子化單位，在嚴格的量子電動力學下，是與相互作用物質一起討論的，而非孤立地看待，是比較複雜的系統。如果按照題主這麼問，那就是要做半經典半量子化的討論了，物理上可以將電磁場用限定在一個盒子內的方法來近似描述。如果盒子體積為V，按照電磁場量子化，可以用半經典的處理近似地寫成：

在這種情況下，取一個盡量小的V可以近似地去看光子能量。這個V是由進行單光子實驗的裝置來限定和決定的。這種方法在光學領域常用，比如塞爾日·阿羅什的單光子實驗。在這裡，單個光子的頻率是由它的能量決定的。而這個能量要看產生或者吸收光子的相互作用。

單光子代表的是粒子數表象下的n=1的態，在平面波量子化下，就是振幅為一個元激發時的單色平面波。

Reference: Quantum Optics , O. Scully 1999

單個光子與單色光有什麼區別？平面簡諧波也，有一定波長頻率而已。單個光子只有一種頻率一種波長，單色光不一定只有一個光子，也可以是包含很多個波長頻率相同相近的光子，有個譜線寬度，超過這個寬度就是另外一種譜線。

光的量子態和你說的這些性質不是一個維度的東西。

單光子態可以是平面波，也可以是其他亂七八糟的波，頻寬也可以啥樣都行。

拉比振蕩，里德堡原子，共振腔，

工無微紅可紫倫伽。磁場是電場的相對論效應，那麼單光子就是電場波動的片斷了。亂寫，重合電荷中心的過程中，若超過電荷禁帶感知，波動則被由電荷組成的萬物吸收吐納，形成同質性奇觀，未超過禁帶的波動，俺也不知道，也許是高低頻聲音

首先，光子特別是頻率單一且攜帶與其頻率成正比能量與動能的光子是不可能存在的。因為光遵循矢量疊加原理，同頻率、同振幅、相位差半周的光相遇時會相互抵消而消失。若其攜帶能量與動量，則將破壞能量和動量守恆定律！還有一般光源可產生連續頻率的光，如果光是單一頻率的光子構成的，則構成連續光譜需要無數多個不同頻率的光子才行！但任何光源不可能同時產生無數多個不同頻率的光子！

其次，原子中電子躍遷時產生的單一頻率光是由電子躍遷期間的原子核產生的，電子本身在躍遷期間只能產生脈衝式連續頻率的光。因此，所謂單一頻率的光是原子核在電子躍遷期間仍然保持原來的固定頻率作圓周運動而產生的，並不是光子！

再者，光電效應是由光在金屬表面附近產生的與其頻率相同的變化電磁場使金屬中部分相位與繞核運動頻率合適的電子得到同步加速後面為光電子的。並不是攜帶與其頻率成正比動能和動量的光子作用的結果。因為高於一定頻率的光並不能產生更多的光電子，而是相反，隨著照射光頻率的不斷升高，光電子數量不增反降。這是粒子相互作用不可能發生的：動能和動量更大的高頻x和r射線幾乎不能產生光電效應！

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本人覺得這個問題提得想當好。而且這個問題還很難回答。當然我也可以照著那些教科書一樣寫一通，但那樣我自己會不滿意。

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