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發布時間:2013-04-08 瀏覽:2714 次

光是人類生存不可或缺的要素。

據統計研究,人類獲取的信息有80%來自于眼睛,眼睛獲取外界環境的信息只能通過光來實現。光源發出的光投射到物體上,然后經過物體反射或者透射再傳播到人眼,被人眼視網膜的視覺細胞感知,并轉換為神經沖動,再傳達到大腦,由大腦運算處理獲得視覺感知。

光對于人類的重要性已經是無可辯駁的,然而,人類對于光的研究卻是漫長、緩慢、曲折的。

最早的光學現象、光學原理的描述記載于中國戰國時期的《墨經》,俗稱“墨經八條”,之后一千多年的時間里,對光的正確認識的進展相當緩慢,直到牛頓時代,對光的研究才進入快速發展的階段,先后出現了“粒子論”、“波動論”,并由此展開了長達幾百年的著名的“波粒”之爭,直到近代,由愛因斯坦提出的“光量子”、德布羅意的博士論文對“波粒二象性”的論述,才解決了對光的本質的描述。

“光量子”、“波粒二象性”與我們的生活也密切相關,如太陽能電池就是基于“光量子”開發出來的,光的直線傳播體現了光的粒子性,五彩斑斕的氣泡體現了光的波動性。

我們人類能區分出各種顏色,一方面是人眼對色彩感知的功能,另一方面則是因為光具有波動性,因此光波就具有波長、頻率,不同的波長、頻率的光被人眼接受,并轉換為神經沖動傳達到大腦,由大腦運算處理獲得不同的色彩感知。

提到波長、頻率,不得不提起麥克斯韋。在1865年,麥克斯韋根據麥克斯韋方程組預言光是電磁波,該預言在1888年得到證實。現代光學認為光是屬于可被人眼感知的電磁波,可見光在電磁波中只占據了很窄的波段,如下圖所示,電磁波波長范圍約從0.1nm~1000m,其中只有波長為380nm~780nm的可見光被我們人類所感知,并形成色彩的感覺。

 

 

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