探究光的秘密,宇宙之光的奥秘( 二 ) _为什么世界有光的存在

由于不同的自由电子通常具有不同的能量，当自由电子进入原子核能级中释放出来的能量较大时，那么对应所发出的光子能量也大，所以当一系列的具有不同能量的自由电子都经历此状况时便会发出五颜六色的可见光以及我们不能看到的电磁波。

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从上图中可以看到，太阳辐射到地球表面的能量可见光约占接近一半（44%），而红外线占了也较多，约40%，剩余的为伽马射线、X射线、紫外线、微波以及无线电波等。

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除了太阳，在我们生活中产生光比较普遍的还有白炽灯。白炽灯的发光原理也类似，即通电后电子能量升高，高能态的电子不稳定会跃迁到低能态，在这个过程中失去的能量以光子的形式释放。与太阳不同的是，白炽灯产生的光只有10%的能量是可见光，而剩下的为红外线。也就是说你用十度的电，只有一度是用来照明的，剩下的部分都变成热量耗散掉了。

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另外产生光比较多的还有火焰，火焰在燃烧的过程中也是发生了电子的能级跃迁，产生了发光的化学反应。和白炽灯类似，火焰的发光效率也不高，而大部分的能量以热量的形式释放，蜡烛的照明效果比白炽灯还更差一些。

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除了上述一些传统的光源，随着我们对发光原理和技术掌握的越来越成熟，如今LED灯、激光等人工技术也逐渐成为了一种普遍的光源，相比于白炽灯而言， LED灯具有更高的可见光发光效率以及更低的能耗。
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光的本质是什么？它是怎么样产生的？在古代，人们只能步行或骑马外出。工业革命后，随着工业机械的发明，人类开始逐渐掌握“速度”的奥秘，一些快速移动的车辆逐渐取代了原来的车辆。但不管我们走得多快，它都不如光速快，说到光速，我们首先需要知道光是什么。光是我们生活中最常见的物质之一。它无处不在，日日夜夜。任何了解历史的人都知道，我们的祖先在2000多年前就开始探索光的奥秘。在封建时代，人们往往把光作为一种神圣的礼物，不能正确理解这一自然现象。
17世纪以后，自然科学逐渐发展，一些科学家对光有了更好的理解。这就是著名的物理学家牛顿如何解释他对光的理解。牛顿认为光是由粒子组成的，只有粒子才能遵循直线的惯性定律。牛顿作为物理学领域的代表人物，他的理论自然被认为是标准。长久以来人们一直认为光是一种粒子，但随着研究的进展，光是由粒子组成的理论逐渐遭到质疑。牛顿之后，许多科学家认为光实际上只是一种波。因为尽管光粒子可以解释直射光的原理，但它们不能解释光的衍射和干涉现象。