光

光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱）。在科学上的定义，光有时候是指所有的电磁波谱。光是由一种称为光子的基本粒子组成，具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性。在经典物理学上，粒子理论认为光是由一个个独立的光子构成的。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。对于可见光的范围没有一个明确的界限，一般来说，人们的眼睛所能接受的光的波长在400-700纳米之间（一纳米等于十亿分之一米）。

概念在经典物理学上，粒子理论认为光是由一个个独立的光子构成的。到十七世纪晚期Christian Huygens（惠更斯）提出了波动理论，认为光是一种特殊的波而不是粒子集合。1807年Thomas Young又用光的衍射行为进一步证实了这一理论。可就在人们决定接受新的波动理论的同时，却不知如何去解释用粒子理论很好理解的光的镜面反射行为。1905年爱因斯坦提出了著名的光电效应，认为紫外线在照射物体表面时，会将能量传给表面电子，使之摆脱原子核的束缚，从表面释放出来，因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子。后人又将这一理论进一步深化，创建了量子物理，认为一切物质都具有波粒二相性，只是二者所占比例不同，所以光既是一种波，同时又是由一个个光子所构成。但光作为一种独特物质，它的波动性还是占主要方面。人们遇到光的另一种方式是借助于产生光的设备，包括白炽灯泡、荧光灯管、激光器、萤火虫和太阳。每种设备都用不同的技术产生光子。

任何可见光都是由以电磁波形式在空间传播的一个或多个光子汇聚而成。即便处于漆黑之中，人眼其实也能感触单个光子，但一般来说，人类在日常生活中看到的都是光源产生的无数光子从物体上反射而成的。如果现在环视四周，您可能就会发现，室内有产生光子的光源，而室内的物体则会反射这些光子。人眼会吸收室内流动的一些光子，这样您就看见了物体。有很多种不同的方式可以产生光子，但所有这些方式都是利用原子内的相同机制来达到目的，这种机制涉及激发围绕每个原子核运转的电子。核辐射揭秘较为详细地介绍了质子、中子和电子。例如，氢原子就有1个电子绕核子运转，氦原子有2个电子绕核子运转，铝原子有13个电子绕核子运转。每个原子中绕核子运转的电子都有一定的数量。电子以固定轨道绕核子环行，以一种简化的方式想，就和卫星绕地球运转一样。每个电子都占据一个自然轨道，但如果激发原子，就能将其电子移至更高的轨道。每当电子从更高的轨道返回正常轨道时，就会产生光子。在从高能量返回正常能量的过程中，电子会散发具有特殊特征的光子，即一个能量包。光子的频率或颜色与电子返回的距离完全一致。

形成方式加热可能是激发原子的方法中最常见的一种，同时也是白热光的基础。如果用喷灯加热马蹄铁，它最终会变为红热，如果加热程度足够，还会变为白热。红色是能量最低的可见光，因此在红热物体中，原子获得的能量仅够开始散发人们能看见的光。在人们看到的光形成方式中，加热是最普遍的一种——普通的75瓦白炽灯泡就是用电力加热，从而产生光。但也有其他很多方式可以形成光，下面就列出了一些：卤素灯——卤素灯用电产生热量，同时借助于一种能让灯丝变热的技术。燃气灯——燃气灯用天然气或煤油等燃料作为热源。荧光灯——荧光灯用电直接激发原子，而不需要热量。激光器——激光器用能量为激光介质“充能”，而所有被激发的原子又以完全相同的波长和相位转出它们的能量。夜光玩具——夜光玩具里的电子会受到激发，但较长时间后又返回低能级轨道，因此玩具能发光半小时。Indiglo手表——Indiglo手表通过电压激发磷原子。化学荧光棒——就这方面而言，化学荧光棒和萤火虫都是用化学反应来激发原子的。