可見(jiàn)光是電磁波譜中可以被人眼檢測(cè)到的部分。
一個(gè)棱鏡將白光分成彩色光譜。
可見(jiàn)光是電磁（EM）輻射的一種形式，正如無(wú)線(xiàn)電波、紅外輻射、紫外線(xiàn)輻射、X射線(xiàn)和微波一樣。一般來(lái)說(shuō)，可見(jiàn)光被定義為大多數(shù)人眼可見(jiàn)的波長(zhǎng)。
電磁波譜范圍
電磁波譜，從最高頻率到最低頻率的波長(zhǎng)。
可見(jiàn)光是電磁輻射的一種，它以不同波長(zhǎng)和頻率的波或粒子形式傳播。這個(gè)廣泛的波長(zhǎng)范圍被稱(chēng)為電磁波譜。該光譜通常被分為七個(gè)區(qū)域，按照波長(zhǎng)遞減、能量和頻率遞增的順序。這些區(qū)域是：
- 無(wú)線(xiàn)電波（波長(zhǎng)大于0.4英寸，或10毫米）
- 微波（波長(zhǎng)在0.004和0.4英寸之間，或0.1至10毫米之間）
- 紅外線(xiàn)（波長(zhǎng)在0.00003和0.004英寸之間，或740納米至100微米之間
- 可見(jiàn)光，（波長(zhǎng)在0.000015和0.00003英寸之間，或380至740納米）。
- 紫外線(xiàn)（波長(zhǎng)在0.000015和0.00003英寸之間，或380至740納米之間
- X射線(xiàn)（波長(zhǎng)在4 10^-7至4 10^-8英寸之間，或100皮米至10納米之間）
- 伽馬射線(xiàn)（波長(zhǎng)小于4 10^-9英寸，或100皮米）
可見(jiàn)光屬于電磁波譜中的紅外線(xiàn)（IR）和紫外線(xiàn)（UV）之間的范圍。它的頻率約為4 1014至8 1014次/秒，或赫茲（Hz），波長(zhǎng)約為740納米（nm）或2.9 10-5英寸，至380納米（1.5 10-5英寸）。
可見(jiàn)光光譜和顏色
一張顯示可見(jiàn)色光譜的圖。
也許可見(jiàn)光最重要的特征是顏色。顏色既是光的固有屬性，也是人眼細(xì)胞的一個(gè)偽裝。根據(jù)《物理學(xué)超文本手冊(cè)》，物體并不 “有 “顏色。相反，它們發(fā)出的光 “看起來(lái) “是一種顏色。換句話(huà)說(shuō)，埃勒特寫(xiě)道，顏色只存在于觀察者的頭腦中。
根據(jù)美國(guó)宇航局的任務(wù)科學(xué)網(wǎng)站，我們的眼睛含有專(zhuān)門(mén)的細(xì)胞，稱(chēng)為錐體，作為接收器調(diào)諧到電磁波譜的這個(gè)窄帶的波長(zhǎng)。人類(lèi)將波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光譜的低端，即約740納米的光看作是紅色；我們將光譜中間的光看作是綠色；而將波長(zhǎng)約為380納米的光譜的高端看作是紫色。我們所感知到的所有其他顏色都是這些顏色的混合物。
例如，黃色包含來(lái)自可見(jiàn)光光譜中紅色和綠色區(qū)域的光；青色是綠色和藍(lán)色的混合物，品紅色是紅色和藍(lán)色的混合物。白光包含所有顏色的組合。黑色是完全沒(méi)有的光。根據(jù)弗吉尼亞大學(xué)物理學(xué)教授邁克爾-福勒的網(wǎng)站，第一個(gè)意識(shí)到白光是由彩虹的顏色組成的人是艾薩克-牛頓，他在1666年將太陽(yáng)光穿過(guò)一條窄縫，然后用棱鏡將彩色光譜投射到墻上。
熱能如何轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光？
根據(jù)美國(guó)宇航局的任務(wù)科學(xué)，隨著物體越來(lái)越熱，它們會(huì)輻射出以較短波長(zhǎng)為主的能量，我們將其感知為變化的顏色。例如，當(dāng)噴燈的火焰被調(diào)整到更熱時(shí)，它就會(huì)從紅色變成藍(lán)色。根據(jù)動(dòng)態(tài)教育促進(jìn)研究所（IDEA）網(wǎng)站W(wǎng)ebExhibits.org，這種將熱能轉(zhuǎn)化為光能的過(guò)程被稱(chēng)為白熾燈。
白熾燈是在高溫物質(zhì)以光子形式釋放其部分熱振動(dòng)能量時(shí)產(chǎn)生的。在大約1,472華氏度（800攝氏度）時(shí)，物體輻射的能量達(dá)到紅外線(xiàn)。隨著溫度的升高，能量進(jìn)入可見(jiàn)光譜，物體看起來(lái)有紅色的光芒。隨著物體越來(lái)越熱，顏色會(huì)變成 “白熱”，最終變成藍(lán)色。
可見(jiàn)光天文學(xué)
這張四格圖說(shuō)明了在2019年底和2020年初的幾個(gè)月里，快速演化、明亮的紅色超巨星貝特宙斯的南部區(qū)域可能突然變得更暗。在前兩幅圖中，正如哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在紫外光下看到的那樣，一個(gè)明亮的、熱的等離子體圓球從該星表面的一個(gè)巨大對(duì)流單元的出現(xiàn)中噴射出來(lái)。在第三部分，流出的、被驅(qū)逐的氣體迅速向外擴(kuò)張。它冷卻后形成了一個(gè)巨大的塵埃顆粒云，遮蔽了塵埃。最后一個(gè)板塊顯示了巨大的塵埃云阻擋了該恒星表面四分之一的光線(xiàn)（從地球看到的）。
根據(jù)IDEA，熱物體的顏色，如恒星，可以用來(lái)估計(jì)其溫度。例如，太陽(yáng)的表面溫度約為5,800開(kāi)爾文（9980華氏度或5,527攝氏度）。發(fā)出的光的峰值波長(zhǎng)約為550納米，我們認(rèn)為這是可見(jiàn)的白光（或略帶黃色）。
根據(jù)美國(guó)宇航局，如果太陽(yáng)的表面溫度較低，約3000攝氏度，它看起來(lái)會(huì)偏紅，就像參宿四星。如果它更熱，大約12,000攝氏度，它將看起來(lái)是藍(lán)色的，就像參宿四星。
天文學(xué)家還可以確定物體是由什么組成的，因?yàn)槊糠N元素都會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光，稱(chēng)為吸收光譜。通過(guò)了解元素的吸收光譜，天文學(xué)家可以使用光譜儀來(lái)確定恒星、塵埃云和其他遙遠(yuǎn)物體的化學(xué)成分。
女巫頭星云和獵戶(hù)座明亮的超巨星瑞格星周?chē)膲m埃的藍(lán)色不僅是由瑞格星強(qiáng)烈的藍(lán)色星光造成的，而且是因?yàn)閴m埃顆粒對(duì)藍(lán)光的散射比紅光更有效。同樣的物理過(guò)程導(dǎo)致地球白天的天空呈現(xiàn)藍(lán)色，盡管地球大氣中的散射器是氮和氧的分子。
頭條號(hào)(公眾號(hào))：智科院 ScienceWorks
