当你看着自己在镜子里的图像时，光线已经从某处的光源（太阳、灯泡或其他）照到你的脸上，然后改变方向射向镜子，与光亮的镜相碰。根据我们在学校里学习到的知识，光从镜子反射回来，照在脸上，最后聚焦在眼睛的视网膜上。在这里，产生了你的大脑可以诠释的现象。

光的反射

极光是怎么形成的（地球极光是怎么形成的）

现在让我们从量子角度来思考，我们再来看看到底发生了什么。把光想象成一束小能量粒子，猛烈碰撞镜子。我们在中学里学到的知识告诉我们，不起眼的光粒会从镜子弹回，就像撞球从垫子上弹回一样。可是，真正发生的情况并非如此。当你将自己想象成小粒子，一些事情就显而易见了。

光照射到原子

电子受激发跃迁

发射过来一个光子，由于它小而脆弱，你无法感觉到它，或将它称重或摸到它。镜子本身是由原子组成的，这些原子中的原子核只占整个原子极小的空间，的剩下的是巨大的开阔空间及广泛分布的电子。当光子离镜子越来越近，接近原子中较重的部分-原子核时，会出现少数光子以撞球一样的方式被弹回，而绝大部分光子将笔直通过的现象吗？如果真是如此，那么所有的材料都将会变成透明的。

实际情况是，光压根就没有从镜子弹回。光是电磁能，当它的电场接近一个电子时，它们开始发生相互作用。电子吸收了光的光子，在这个过程中电子的能量增加，发生量子跃迁，但处于较高能态的电子常常不稳定。很快它就释放出新的光子。这个光子从镜子表面朝你的眼睛射回来。“反射”的光子实际上与前面射进去的光子是完全不同的两个光子。

光子和电子的相互作用

同样，当光通过透明物质时，并不是所有的光子都直射通过它。相反，它们被电子吸收，然后被重新发射。想象一下，如果所有光子都能从透明物质直接通过，而不发生任何作用，则透明材料和真空材料的光学行为将不会任何区别。

不过还有一个有意思的现象，当具有足够强度的激光照到一些特殊晶体，如硫酸钡上，某些被吸收的光子重新发射时不再是一个光子，而是变成两个光子，这时产生的光子是纠缠的，因为这两个新产生的光子频率之和是一定的，当一个光子发生变化，立即在另一个光子反映出来，不管它们是在同一间实验室还是相聚数十亿光年。光子中的能量取决于它的频率越高，能量越高，从低频光子，如无线电，到微波、红外、红光，到紫色可见光，直到紫外线、X射线和其他更高频率的光，能量越来越高，新产生的两个光子的总频率之和等于原入射光子的频率，所以能量并没有丢失，这就是“下-转换”（下指的是：对任何给定的光子来说，与原光子相比，频率下降了）。

晶体结构

光的频谱

光的反射

量子的不可思议的纠缠行为，本身就具有极大的魔幻性，令当代所有物理科研及爱好者着迷，如果要是纠缠在现实世界中有用的话，只能在实验室中制造纠缠的粒子是远远不够的，必须将这些粒子发送穿过很远。的距离，或将它们储存合理的时间，同时让它们保持纠缠。理论上，可以将纠缠的量子分离到宇宙对立的两面，只要测得其中一个光子的偏振，另一个光子的偏振立即会显现出来。

纠缠的光子

量子纠缠的早期成功，来自于将纠缠的光发送到光纤中。光纤是一种通信网，为世界电话系统和因特网提供了基础架构，通过头发丝一样细的玻璃丝远距离传输纠缠的光子。

光纤