光的本质是什么？

光的本质

一、光的本质

可见光中无论是太阳、蜡烛或灯泡所发射的光，都是辐射能的一种形式。我们所能看得见的日光只是太阳全部辐射能的一小部分，其他波段的光是无法看见的。全部辐射能谱构成的电磁波谱是一个包括了全部波长，即从最长的无线电波到最短的宇宙射线的完整波谱。

宇宙射线→γ射线→X射线→紫外光→可见光→红外光→短无线电波→无线电波→长无线电波。

各种辐射能之间并没有一个明显的界限，它们可以用波长来区别。无线电波可长达9.66km(6mi)，而宇宙射线，在波谱的另一端，只有1cm的万亿分之几长。

这些形式的辐射有两个共同性质:

图4-1-1　单个波长

(1)它们在空气中以相同速度传播，即186 300m/s;

(2)它们可以看成是一种波动的传递。通常一个波峰到另一个波峰间的直线距离为波长(图4-1-1)。

也就是说波长是相邻波中占据相同位置的两点之间的距离。度量波长的单位是纳米(nm)1nm= 10^－6mm(百万分之一毫米)。

光波是一种横波，其振动是垂直于光波的传播方向(图4-1-2、图4-1-3)。单个光波的传播方向和振动方向位于一个平面内。单个光波是指一条光线所取的直线传播方向，在相同速度下，波长越长，频率越低;波长越短，频率越高。

光在真空中的传播速度为每秒30×10⁴km。从太阳到达地球只需8min(1.4×10⁸km)。光在空气中的传播速度稍慢，进入固体(如宝石)后速度明显降低。

自然光与偏振光在宝石中应用较为普遍。自然光即一束光线是由朝同一方向传播的亿万条光波组成的，正常情况下振动方向是全方位的，即朝所有方向振动的光叫自然光;如果振动被局限于一个方向，则称为平面偏振光，也称偏振光。

图4-1-2　表示振动方向的波形图

图4-1-3　光波的振动与传播