【集萃网观察】光除了具有波动性外,还有粒子性,即所谓量子特性。无论可见光或不可见光,都好像是一种所谓“光子”的极微小的发光微粒的流动。如果从光的波动观点看,光有波的传播方向;如果从光的量子观点看,则光有着发光微粒——光子的运动方向。 根据量子理论,光线的不同色彩是由于光子具有不同的能量而引起的。每一个光子所负荷的最小能量,就叫做“能量子”(光量子理论的名称由此而来),它随振动时的光的波长而不同。光量子的能是和波长成反比的,也就是说光的波长愈长,则从量子理论来看,这种光的光子所具有的能量就愈少。例如波长为2000埃的紫外线,它是由一种光子流所组成的,这种光子流中每一个光子所负荷的能量,比波长为10,000埃的红外线的光子所具有的能量大五倍。 光波的波长(波峰与波峰之间的距离谓之波长)通常是用万分之一,千万分之一,甚至是用亿分之一厘米去量度的。万分之一厘米叫做微米(μ),国际制单位记为μm,千万分之一厘米叫做毫微米(mμ),国际制单位记为nm,最小的单位亿分之一厘米叫做埃(A°)。如果用埃来表示可见光线光谱中光波的波长,则最长的光波(红色光线)的波长约是7,000埃,最短的光波(紫色光线)的波长约是4000埃。 有关光波波长量度单位的换算关系,可见下述: 1微米=10-6m=10-4cm=10-3mm 1毫微米=10-9m=10-7cm=10-6mm=10-3μm 1埃=10-10m=10-8cm=10-7mm=1/10nm,10A°=lnm (二)什么是颜色? 根据美国光学协会(OpticalSocietyofAmerica—OSA)的定义,颜色是除了空间和暂时不均匀性以外的光的特性。 颜色属于心理物理学的范畴,是一种物理现象刺激的生理及心理感觉。颜色是在光照射下可以感觉到的东西。没有光,颜色也就不存在了,所以,颜色是光对视觉的物理感觉作用,是光的一种特征。它是由各种不同波长的光形成的。 颜色,也可以说是客观存在的物体(发光体或非发光体)的一种光学特性,它以一定波长或某种复合波长的光射人人眼,刺激了人眼的视网膜而引起人的感觉。由于波长不同,光能量也不同,所以对人眼视网膜产生的刺激也就不同,从而就形成了不同的颜色感觉。又由于同一波长的光,其光量不同,能量也不同,产生刺激的程度也不同,从而就形成了同一种颜色就有深,浅(浓,淡)之分。 至此,光和颜色的关系,就有了一个基本概念。它们之间的关系,还可从太阳光通过三棱镜后分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色光带来说明(雨后天空出现彩虹也是这个道理)。 为什么白光通过三棱镜后会分解成这样的光谱呢?这是因为光在玻璃中传播,比在空气中要慢一些。各种颜色的光的波长是不同的,波长不同的光在三棱镜中的折射率也是不同的,折射率不同,偏转也就不同(如长波长的红光偏转得少,短波长的紫光偏转得多)。所以,如果通过三棱镜的光线只有一种波长,那末,它就呈现一种颜色,如果通过三棱镜的光线中含有各种波长,那末,它就会被分解成各种颜色。 各种波长不同的可见光,用眼睛来区别时就是各种不同的颜色。眼睛不能直接辨别出白色光线中的七种颜色,通过三棱镜把它们分解开来后,才使人们辨别清楚。 在透明的介质中,各种色光折射率不同的现象称为色散。一般讲,波长愈长,折射率就愈小。 利用色散现象,可以把一个光源的光分解成为光谱,从光谱就可以测定波长。所以色散观象不仅说明光有波动性,而且可以用它来测定光波的波长。 各种色光的近似波长见下表: 光的干涉作用(例如肥皂泡呈现的色彩)和衍射作用(如光穿过光栅后就不再依直线前进,各种不同波长的光就会向不同的方向衍射)均可使光起分解作用; 那么是不是只有分解作用等才能产生颜色呢了不是的。物体的颜色就不是由光的分解而产生的。而是物体对光进行选择性吸收和选择性反射的结果。 所谓物体的颜色,就是指物体改变照射在其上的光的颜色的能力。 当电磁波照射在物体上时,就有可能发生三种情况,即透射、反射和吸收,或是三者之间的任何组合形式。一个物体在日光下呈现红色,是因为它吸收了可见光谱中主要的短波长而给观察者反射或透射了剩下的部分之故。吸收的光能一般则以热的形式再发射出来。 来源: 中国UV网