光在空气中传播的实验图（光-------产生）

人类之所以能创造和发展出文明，就是因为我们敢于探索周围的环境。我们大胆地探索地理环境，征服了海洋、山脉和荒漠。我们编纂了世界地图，对生物、岩石和化石进行编目分类。同时，我们开始以科学的方式探索环境，试图知道万物的起源、组成、分子结构和演变过程。我们研究哲学，思考宇宙和万物的存在。那么让我们来看看光是如何形成的。

光的本质是一种处于特定频段的光子流。光源发出光，是因为光源中的电子获得额外能量。如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道，电子就会进行加速运动，并以波的形式释放能量。

光通过棱镜

光的产生可以分为三类：第一类是热效应产生的光。太阳光就是很好的例子，因为周围环境比太阳温度低，为了达到热平衡，太阳会一直以电磁波的形式释放能量，直到周围的温度和它一样；第二类是原子跃迁发光，荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光，此外霓虹灯的原理也是一样，原子发光具有独自的特征谱线，科学家经常利用这个原理鉴别元素种类；第三类是物质内部带电粒子加速运动时所产生的光，譬如，同步加速器工作时发出的同步辐射光，同时携带有强大的能量，另外，原子炉发出的淡蓝色微光也属于这种。

光是辐射，是电磁波，是光子束，是能量，是质量。光源发出光，是因为光源中电子获得额外能量。如果能量不足以使其跃迁到更外层的轨道，电子就会进行加速运动，并以波的形式释放能量；反之，电子跃迁。如果跃迁之后刚好填补了所在轨道的空位，从激发态到达稳定态，电子就不动了；反之，电子会再次跃迁回之前的轨道，并且以波的形式释放能量。简单地说，光是沿射线传播的，光的传播也不需要任何介质，因为电磁波的传播不需要介质。但是，光在介质中传播时，由于光受到介质的相互作用，其传播路径遇到光滑的物体会发生偏折，产生反射与折射的现象。另外，根据广义相对论，光在大质量物体附近传播时，由于受到该物体强引力场的影响，光的传播路径也会发生相应的偏折。

我们可以从“杨氏双缝实验”中得知，光是一种波，因为光波在通过两条平行的缝隙后发生了自我干涉，波峰与波峰相遇的地方亮度就会增强，波峰与波谷相遇，亮度就会减弱，于是就出现了明暗相间的条纹。1887年，赫兹发现光电效应，爱因斯坦给出了合理解释，按照粒子说，光是由一份一份不连续的光子组成，当某一光子照射到对光灵敏的物质上时，它的能量可以被该物质中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量后，动能立刻增加;如果动能增大到足以克服原子核对它的引力，就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属表面，成为光电子，形成光电流。单位时间内，入射光子的数量愈大，飞逸出的光电子就愈多，光电流也就愈强，这种由光能变成电能自动放电的现象，就叫光电效应。

[1] 茜尔维·沃克莱尔.与宇宙对话[M]. 北京联合出版社，2019.PP.145-148

2120213176 徐研 （指导教师闻新）

2022年5月4日