光是什么？

從17世紀(jì)開(kāi)始，人們開(kāi)始對(duì)光的本質(zhì)進(jìn)行探索。當(dāng)時(shí)有兩種不同的看法：以牛頓為代表的一些人認(rèn)為光是沿直線飛行的微小粒子，許多個(gè)微小粒子就可以形成一束光；以惠更斯為代表的一些人則認(rèn)為光是一種波，正如水波一樣，只是承載波動(dòng)的物質(zhì)不是水，是一種特殊的彈性物質(zhì)。之后的科學(xué)家們一直嘗試更好地理解光是什么東西，19世紀(jì)60年代，麥克斯韋基于前人的理論基礎(chǔ)，提出一種觀點(diǎn)：光是一種電磁波，隨后赫茲在實(shí)驗(yàn)上證明光速等于電磁波的傳播速度，這一結(jié)論才獲得了普遍的認(rèn)可。

那么問(wèn)題又來(lái)了，光是一種電磁波，而電磁波又是什么東西呢？

我們可以借助生活中常見(jiàn)的水波來(lái)理解電磁波。小朋友們?cè)谧臅r(shí)候，當(dāng)有風(fēng)浪時(shí)，我們會(huì)隨著船身一上一下而起伏，這種不停地起伏就是一種波動(dòng)。

光為什么會(huì)有不同的顏色？

其實(shí)很簡(jiǎn)單！我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)光是一種電磁波，而電磁波的振蕩有快有慢，振蕩得快，它的頻率就高；振蕩得慢，它的頻率就低。不同顏色光的本質(zhì)區(qū)別，其實(shí)就在于電磁場(chǎng)振蕩頻率不同。我們知道紅綠藍(lán)是三原色，其他的顏色都可以通過(guò)這三個(gè)原色混合而得到。而這三個(gè)原色中藍(lán)色光的電磁場(chǎng)振蕩最快，頻率最高，紅色最慢，頻率最低，綠色介于紅藍(lán)之間。

人眼是怎么看到不同顏色的呢？

春天萬(wàn)物復(fù)蘇，來(lái)到公園可以看到各種各樣的景致，有嫩綠的樹(shù)葉、青青的小草，還有呢？一個(gè)簡(jiǎn)單的回答可以是：這些花花草草可以將不同顏色的光反射到我們的眼睛里。有五彩的花朵。也許你們會(huì)問(wèn)，為什么這些花花草草能夠在我們眼里呈現(xiàn)不同的顏色？好奇的你們也許不會(huì)就此而滿意，更多的疑問(wèn)也許紛至沓來(lái)。

我們上面說(shuō)到，不同顏色光之間的差別，其實(shí)本質(zhì)上就在于它們的電磁場(chǎng)的振蕩頻率不同。那么我們?nèi)搜墼趺淳湍軌蜃R(shí)別這些不同振蕩頻率的光呢？原來(lái)，我們眼睛的視網(wǎng)膜上，有三種顏色感光細(xì)胞。這些細(xì)胞呈錐狀，錐底大小在10微米左右，每一種細(xì)胞只能夠吸收一種顏色的光，比如說(shuō)綠色的感光細(xì)胞只對(duì)綠色光有響應(yīng)。元細(xì)胞在吸收相應(yīng)顏色的光后，會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，告訴大腦，這時(shí)候我們就知道有綠光進(jìn)入。

那其他顏色呢？比如說(shuō)黃色？我們知道黃色的光可以由綠色光和紅色光混合而得到，當(dāng)綠色和紅色的感光細(xì)胞同時(shí)接收到光子，就會(huì)給大腦發(fā)送信號(hào)，告訴大腦眼睛接收到黃光了。至于那些非可見(jiàn)光，因?yàn)槲覀儧](méi)有相應(yīng)的感光細(xì)胞去響應(yīng)，所以我們的大腦無(wú)法接收到相應(yīng)的信號(hào)，因此無(wú)法通過(guò)眼睛感受到這些光。

光從哪里來(lái)？太陽(yáng)為什么可以發(fā)出耀眼的光芒？

光從哪里來(lái)的呢？當(dāng)然是光源啦，對(duì)于我們地球人來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)就是最強(qiáng)大的光源。如果沒(méi)有太陽(yáng)，我們不僅無(wú)法在白天看清身邊的物體，地球還會(huì)快速降溫，導(dǎo)致我們?nèi)祟悷o(wú)法繼續(xù)在地球上生存。著名的科幻電影《流浪地球》講的就是在太陽(yáng)快要?dú)鐣r(shí)，我們?nèi)祟悓ふ倚潞阈堑倪^(guò)程。

要知道太陽(yáng)和地球的距離大約有1.5億千米，距離這么遠(yuǎn)，我們?nèi)匀粺o(wú)法直視太陽(yáng)，否則眼睛就會(huì)受傷，甚至失明！那么太陽(yáng)為什么會(huì)這么耀眼和明亮呢？這里面其實(shí)有一個(gè)重要的問(wèn)題：太陽(yáng)發(fā)光的能量是從哪里來(lái)的？

關(guān)于太陽(yáng)能量的來(lái)源，人們?cè)缙谟懈鞣N假設(shè)，比如說(shuō)有人認(rèn)為太陽(yáng)是一個(gè)燃燒的火球，里面有燃料在持續(xù)地燃燒。但是如果假設(shè)太陽(yáng)里面堆滿了優(yōu)質(zhì)的煤炭，在氧氣供給充足的情況下，它也只能燃燒2500年。要知道太陽(yáng)早在45.7億年前就已經(jīng)形成了，所以太陽(yáng)發(fā)光的能量不是來(lái)自燃燒，況且太陽(yáng)根本沒(méi)有那么多氧氣可供燃燒。后來(lái)人們慢慢了解到太陽(yáng)的能量來(lái)自氫原子核聚變，這是一個(gè)可以放出巨大能量的核反應(yīng)，氫彈就是基于核聚變而制造的。只是太陽(yáng)上發(fā)生的核聚變要比氫彈緩和很多。所以太陽(yáng)才沒(méi)有像氫彈一樣突然爆掉，而是持續(xù)地向地球發(fā)出穩(wěn)定的光芒。

如果你看過(guò)鐵匠打鐵也許會(huì)對(duì)這個(gè)問(wèn)題有更好的理解，鐵在室溫下是不發(fā)光的，但是如果放在爐子里燒，會(huì)被燒得通紅，就會(huì)發(fā)出光了，而且隨著溫度的升高，它的顏色會(huì)從紅色變成黃白色。

未來(lái)，人類肯定能夠利用好光，去做更多有趣和有意義的事情，讓我們一起去探索吧！