光是能量的一種形式

對于我們?nèi)祟惗?，光首先是一個可以照亮萬物并讓我們能夠看到世界的這樣一個神奇的存在。要是沒有它，我們還能夠做什么呢？當人類睜開雙眼，看到所處的這個世界開始，人類就開始崇拜太陽，這位太陽之神，主宰著我們的生命和安全。當人類開始用理性思考，我們就開始探索光的物質(zhì)基礎(chǔ)，所以，光到底是什么東西呢？

光是由物質(zhì)產(chǎn)生的一種能量。要想知道光是如何產(chǎn)生的，首先需要了解物質(zhì)的基本組成，也就是原子。

一個原子，我們可以把它想象成是一個蜂窩，周邊呢，有成群的蜜蜂在環(huán)繞著它飛行。這個蜂窩就是原子核，而蜂群呢，就是圍繞著原子核的電子。

原子核和電子有著一個非常特殊的性質(zhì)，他們帶電。并且，他們所帶的電荷是正好相反的。所以，人們把原子核所帶電荷成為正電荷，電子所帶的成為負電荷。在他們所處的這個微小世界里，電性相反的電荷是相互吸引的。因此，在一個原子里，他的原子核和電子們互相吸引。

當然，原子里的電子，和蜜蜂還是有很大不同的。蜜蜂呢，可以在蜂巢邊上隨意亂飛，但是電子呢是絕對不可能這樣亂飛的，雖然他們都受到原子核的吸引，但他們只能在某些軌道上運行，和原子核保持著非常精確的距離。科學家們把這些軌道成為原子軌道。

雖然電子在原子核外任意的地方出現(xiàn)，但它還是可以改變軌道，從而改變自己和原子核之間的距離。為此，它就需要改變自己所帶的能量，來和新的軌道適配。

比如，一顆電子如果要從距離原子核較遠的軌道轉(zhuǎn)移到距離原子核較近的軌道，它需要釋放一些能量出去。這些被釋放出來的能量，帶有電的屬性，此外，正如所有其它帶負電的物質(zhì)一樣，這些能量還具有磁性。所以電子的多余能量，就以一種“小能量包”的形式釋放出來，它們被稱為光子。

一個光子是一顆能量微粒，它沒有質(zhì)量，傳播非?？臁＿€有一個奇怪的現(xiàn)象，運動中的光子能夠和物質(zhì)起作用，它就變成像水面上的波一樣。而這個波因為具有電性和磁性，所以被叫做電磁波。

所以光子和電磁波從這個意義上可以被看做是同一個東西。在日常用語里，他們都有一樣的名字，也就是光。所以，光子就是指“光的粒子”，而電磁波就是指“光的波”。

通常，光被人們認為是一個能夠引起視覺的物理現(xiàn)象。這些能夠被看到的光，在物理學里，其實是指在真空里的波長為550nm左右的電磁波。范圍差不多在180nm到730nm之間，但這個具體的數(shù)值范圍也會根據(jù)介質(zhì)、環(huán)境而改變。

研究光的學科叫做光學。鑒于其他電磁輻射的傳播規(guī)律和光類似，尤其是那些波長靠近可見光的電磁波，因此光學也研究這些在紫光和紅光以外的領(lǐng)域。它們被稱為黑光，紫外光或者紅外光。為了避免和這類不可見光發(fā)生混淆，我們就用可見光這個名稱來指代我們平時所指的光。正是這些可見光和不可見的光，傳遞了大量的太陽能量到地球表面，植物葉綠素利用光能產(chǎn)生氧氣，維持自然環(huán)境的平衡。

對于人類而言，我們的視覺依賴光，此外光在人類的健康福利以及社會生活方面都有重要的作用。照明就是一項將光按照標準進行的藝術(shù)化和工業(yè)化的應(yīng)用。生理光學研究人類如何感知光。光度學將電磁波的物理維度與人類視覺聯(lián)系起來。色度學研究人類對顏色的感知。

光還有一個非常重要的象征意義。因為光可以讓我們在觸碰到某個東西之前就先感知到它，因此它在很多人類文化里都象征了知識。

相關(guān)知識

光通常指的是人類眼睛可以見到的電磁波（可見光），視知覺就是對于可見光的知覺[1]?？梢姽庵皇请姶挪ㄗV上的某一段頻譜，一般是定義為波長介于400至700奈米（nm）之間的電磁波，也就是波長比紫外線長，比紅外線短的電磁波[2][3]。有些資料來源定義的可見光的波長范圍也有不同，較窄的有介于420至680nm[4][5]，較寬的有介于380至800nm[6][7]。在電磁波中，電場與磁場互相垂直。

而所有的非可見光也可以被稱為光，如紫外光[8]、紅外光[9]、X光[10]。

光是一種電磁波，光在楊氏雙縫實驗中體現(xiàn)波衍射的特性。在光電效應(yīng)中，光是由光子的基本粒子組成的粒子流。因為光同時具有粒子性與波動性，所以說光具有“波粒二象性”。

BY: astro-canada

FY: 小寒

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3.原文來自：http://astro-canada.ca/la_lumiere-light-fra

本文由天文志愿文章組-小寒翻譯自文章作者astro-canada的作品，如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請在作品發(fā)布后聯(lián)系作者刪除。

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