光是什么，有哪些性質?

一、光為什么

今天初中生都知道，光是一種電磁波，毫無爭議。但在我們日常生活中，光意義可大了，沒有光我們是沒法生存的，我們不僅需要白天的光明，看到外面的世界，更需要食物，各種植物的生長都需要光合作用。但是電磁波的概念，似乎遠遠不如光對我們重要，這是對電磁波的誤解。

自古以來，人們對光的理解就是今天說的“可見光”。光是一種波，有頻率有波長，可見光是波長在400nm-700nm之間的電磁波。在這個波段內光的顏色是紅橙黃綠青藍紫七種顏色，紅光波長最長紫光的波長最短。

波長大于700nm的光我們叫它紅外線，盡管看不見，但能感受到它熱量更大，波長小于400nm的光叫紫外線，我們也看不到，但它傷害細胞的能力更強。不同的動物看見的光不同，蛇可以看到紅外線，蜜蜂可以看到紫外線。

還有伽馬射線、X射線，這在物理學中都叫光，是不可見光，同屬于電磁波，在真空中的傳播速度約30萬千米/秒。

以上這些概念在牛頓時代就已經定型，但愛因斯坦發現光不僅僅是波，還是粒子。愛因斯坦假設，光在被吸收和產生能量時是粒子狀態，也就是一份一份傳輸的，所以可以叫光波、還可以稱作光線、還可以稱作光子。

這些都得到了驗證：光線，光在均勻介質中是連續的沿直線傳播；光波，光有干涉和衍射現象；光子，光照到物體上被吸收后，物體質量變大。

愛因斯坦進一步描述光，是一種能量態存在，沒有靜止質量。所以，愛因斯坦創立了量子力學《狹義相對論》、《廣義相對論》，并推演出的質能公式E=MC平方，牛頓力學不能解釋的。

二、光是怎樣****產生的

先說太陽光，太陽的表面溫度是6000攝氏度，發射大量的光，熱的物體都發光。熱和冷是相對的，只要有一定的溫度就會產生電磁波的輻射。

究竟怎樣產生光子呢？通俗的說，一杯熱水放一會溫度就降低了，熱的物體一定要變涼，能量不會憑空消失，熱物體的原子核要吸附核外電子進入低能級狀態，電子發生能級躍遷，電子釋放出的能量以光子方式輻射出去。這樣，不同能量的光子表現出不同的波長和頻率，

以太陽光為例，太陽輻射到地球表面的能量表現為可見光約占44%，紅外線占了40%，剩余的是伽馬射線、X射線、紫外線、微波以及其他無線電波等。

研究光的產生規律是為我們的生活服務的，愛迪生發明的電燈，給我們帶來了光明，白熾燈的發光原理就是通電后消耗的電能變為燈絲的內能，燈絲內電子能量升高，高能態的電子不穩定會躍遷到低能態，在這個過程中失去的能量以光子的形式釋放。20年前我們一直使用白熾燈，也就是以金屬鎢為燈絲材料，耐高溫不易熔斷，制造技術專家認為溫度越高產生的光越多，其實不然，白熾燈只有10%的能量屬于可見光，而剩下的為紅外線。換句話說你用十度的電，只有一度是用來照明的，剩下的部分都變成熱量耗散掉了。各式各樣的火焰也可以發光，發出可見光的效率都不理想，所以人類祖先使用的照明方式多是火焰，存在很大的浪費。倒是中國晉朝有個叫車胤的書生，謹慎勤勞不知讀書疲倦，知識淵博，學問精通，夏天用白絹做成透明的袋子，裝上幾只螢火蟲照著讀書。螢火蟲不發熱，今天稱之為“冷光源”，實現了電子能級躍遷的過程發出更多的可見光，LED燈具的制造技術就是“冷光源”，大大提高了電能轉化為可見光的效率。

來源: 初中物理