白光

白光是一種自然光，由紅橙黃綠青藍紫即七色光組成。1666年，牛頓用三稜鏡研究日光，得出結論：白光是由不同顏色（即不同波長）的光混合而成的，對光學研究有著重大意義。

白光可以通過三稜鏡折射出紅橙黃綠藍靛紫7種顏色光帶。

光的本質是一種電磁波。所以白光也是一種電磁波。

光譜的範圍，其實就是電磁波的範圍，如下圖。

大家應該看到了，整個電磁波的波普範圍很大，可見光的範圍是很小的。波長範圍是390到770納米的可見光區。其他都是人眼所不能看見的光譜。

為什麼在講光的色散的時候，要講這個電磁波的波普，想必現在大家就清楚了。因為色散所反映的波長範圍，是電磁波波普範圍的一小部分。

所以了解電磁波是什麼對於我們後面的內容，至關重要。電磁波，是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生髮射的震蕩粒子波，是以波動的形式傳播的電磁場，具有波粒二象性。

電磁波伴隨的電場方向，磁場方向，傳播方向三者互相垂直，因此電磁波是橫波。當其能階躍遷過輻射臨界點，便以光的形式向外輻射，此階段波體為光子。

太陽光是電磁波的一種可見的輻射形態，電磁波不依靠介質傳播，在真空中的傳播速度等同於光速。電磁輻射由低頻率到高頻率，主要分為：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。人眼可接收到的電磁波，稱為可見光（波長380~780nm）。

電磁輻射量與溫度有關，通常高於絕對零度的物質或粒子都有電磁輻射，溫度越高輻射量越大，但大多不能被肉眼觀察到。

頻率是電磁波的重要特性。按照頻率的順序把這些電磁波排列起來，就是電磁波譜。如果把每個波段的頻率由低至高依次排列的話，它們是無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。

最重要的一點，大家要知道電磁波是一種能量，是一種物質！所以這也是我在上面總結光的全反射的時候說，絕對意義上的全反射是不存在的。

電磁波的能量大小由坡印廷矢量決定，即S=E×H,其中s為坡印廷矢量，E為電場強度，H為磁場強度。E、H、S彼此垂直構成右手螺旋關係；即由S代表單位時間流過與之垂直的單位面積的電磁能，單位是W/m2。

也就是說能量在運動和轉移的過程中，必然轉化和轉移，雖然總量保持不變，但這意味著，射入的光，和反射出的光之間不是等號。所以全反射不存在。

我們還需要對光譜的產生方式和產生本質進行了解：光譜按產生方式，可分為發射光譜、吸收光譜和散射光譜。

有的物體能自行發光，由它直接產生的光形成的光譜叫做發射光譜。

發射光譜可分為三種不同類別的光譜：線狀光譜、帶狀光譜和連續光譜。線狀光譜主要產生於原子，由一些不連續的亮線組成；帶狀光譜主要產生於分子，由一些密集的某個波長範圍內的光組成；連續光譜則主要產生於白熾的固體、液體或高壓氣體受激發發射電磁輻射，由連續分佈的一切波長的光組成。

吸收光譜是指物質吸收光子，從低能級躍遷到高能級而產生的光譜。吸收光譜可是線狀譜或吸收帶。研究吸收光譜可了解原子、分子和其他許多物質的結構和運動狀態，以及它們同電磁場或粒子相互作用的情況。

當光照射到物質上時，會發生非彈性散射，在散射光中除有與激發光波長相同的彈性成分外，還有比激發光波長長的和短的成分，后一現象統稱為拉曼效應。這種現象於1928年由印度科學家拉曼所發現，因此這種產生新波長的光的散射被稱為拉曼散射，所產生的光譜被稱為拉曼光譜或拉曼散射光譜。

另外大家要知道，光的三原色：紅，綠，藍。這三種光組合可以出現其他顏色的光，包括白光。

人的眼睛是根據所看見的光的波長來識別顏色的。可見光譜中的大部分顏色可以由三種基本色光按不同的比例混合而成，這三種基本色光的顏色就是紅（Red）、綠（Green）、藍（Blue）三原色光。這三種光以相同的比例混合、且達到一定的強度，就呈現白色（白光）；若三種光的強度均為零，就是黑色（黑暗）。

摘自獨立學者，詩人，作家，國學起名師靈遁者量子科普書籍《見微知著》第五章