光 光的解析與應用 科普

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光的解釋

光是一種能量形態，它可以從一種物體傳播到另一種物體而不需要任何物體作為媒介。關於光的學術解釋大致分為三種:即輻射學 波動學和量子學，而對光的描述用波動學則最為恰當。

在可見光的光譜中，從波長380 nm到780 nm，人們眼睛的顏色感覺則是:由紫->藍->綠->黃->紅。

紫外線的波長範圍在1 nm-380 nm之間，紅外線的波長範圍在780 nm-1mm之間，紫外線和紅外線又別分別稱為紫外輻射和紅外輻射，它們都不能被人眼感覺到。波長小於320 nm的紫外輻射對生物組織有害。

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光的傳播速度

光在同一媒介中沿直線傳播，在不同媒介中，光的傳播速度是不同的，在真空中的傳播速度為30萬公里/秒。

光在真空中的傳播速度與光在媒介中的傳播速度之比值稱之為該媒介的折射率。

光的傳播速度=波長x頻率

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光的頻率

光每秒鐘波動的次數，也可以定義為光每秒鐘通過某一固定點的波數。不同波長的光，其頻率是不同的，而一波長的光在不同的媒介中其頻率是固定的。但同一種光在不同的媒介中其波長是不同的。

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光的色散

媒介的折射率同光波的頻率有關，其效應稱為色散。光的色散在光學儀器上得到應用，如光譜儀等。

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光的吸收

光在絕對真空中，能量不會被吸收，但在其他媒介中，光有可能轉化為熱能，也有能轉化為化學能或其他能量形式，這種現象稱為媒介對光的吸收。

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光的漫反射與漫透射

當光線遇到某一媒介表面，該媒介表面的粗糙度與光的波長接近或略大於時光的波長時，光線便會向四面八方散開，散開的光線有的回到原媒介，稱為漫反射，有的進入該媒介，稱為漫透射。

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光的量子理論

光的波動學可以完美描述光的傳播過程，但不能正確解釋光的發射和吸收。於是便有了光的量子理論。當光或其他形式的電磁輻射發射和吸收時，總含有被稱為量子的分立能量值，一個光能量的量子稱為一個光子，它所攜帶的能量與其頻率成正比。