光具有波动和粒子二重性。为了描述光的性质，可以把光看成一束光波，就像湖面上荡漾的水波一样。光是在传播介质（真空、空气、光纤、半导体等）中荡漾的光波。只不过湖面上水波的波长为数厘米，海面上海浪的波长为几十厘米到几米，而光波的波长短得多，为几百纳米到几百微米的数量级。

光的波动性——光波

    作为光波，它显现出波动的特性。光波的波长λ同光波的频率ν的关系为

    λ=c/ν

式中，c为光的传播速度，在真空中光速为c₀=3×10⁸m/s，即每秒光波传播了30万公里，或者说c₀=30cm/ns，每1纳秒光波传播30厘米。光波的速度是人类至今认识到的最快的速度。

    在介质中光波的振荡频率ν不会改变，但光波的传播速度确变慢了，其传播速度v、波长λ同介质的折射率n之间的关系为：

    v=c/n=νλ=νλ₀/n

式中，λ为光波在介质中的波长，λ₀为光波在真空中的波长；n为折射率。光波在真空中的传播速度比在介质中的传播速度快n倍，同样地，光波在真空中和介质中的波长两者也是相差n倍。因此，折射率n是一个描述材料光学性质的重要参数，它表示材料对光波传播的影响程度，可以用来改变光程（光程＝nL，光波实际行走的路程乘以折射率），还会使入射光绕射、反射或折射。不同介质材料的折射率差Δn也不相同。采用不同的介质、不同的几何结构和尺寸，利用折射率的差别等特性可以构成各种波导结构，因而介质材料的折射率n使光电子技术中常用的一个参数。

光的粒子性——光子

    类似于分子、原子、电子、质子、中子，光还可以看做粒子，称为光子，这便是光的粒子性。同其波动性一样，光的粒子性揭示了光的本质的另一面。量子理论认为：光使由能量被量子化了的光子组成的，其能量大小为hν，h为普朗克常熟，ν为光子的频率，因此有：

    E=hν

式中h=6.623773×10^-34J。由于ν=c/λ，上式可以转换为：

    E=hc/λ=1.24/λ

上式已将h、c等常数带入公式中，将其单位进行转换，能量E的单位为eV，即电子－伏特，波长λ的单位为μm，即微米。如果已知某一光波的波长，便能很容易地换算出其能量大小。

    光的波动性和粒子性构成光的二重性，他们从两个方面揭示光的本质，同时也构成了光电子技术的理论基础。

摘自 余金中 编著 《半导体光电子技术》 北京：化学工业出版社 2003