什么是光 - 光的特性概述

光或可见光通常是指人眼可以检测到的电磁辐射。整个电磁光谱非常宽，范围从以米为单位测量的波长的低能无线电波到具有小于1 x 10的波长的高能量伽马射线^-11仪表。顾名思义，电磁辐射描述了电场和磁场的波动，以光速运输能量（通过真空度约为300,000 km/sec）。还可以用光子流，无质量的能量包，每个光线都以光速度以波动般的特性来描述光。光子是可以运输的最小能量的数量（量子），正是通过离散量子传播的光是量子理论的起源。

图1：电磁频谱，突出了人眼可检测到的可见光的狭窄窗口。

可见光与电磁光谱的其他部分并没有固有的不同，但人眼可以检测到可见波。实际上，这仅对应于一个非常狭窄的电磁光谱窗口，范围从约400nm的紫罗兰光到红光的700nm。低于400nm的辐射称为超紫（UV），辐射长于700nm被称为Infra-Red（IR），它们都无法被人眼检测到。但是，可以使用高级科学探测器（例如由安多制造的探测器）来检测和测量跨电磁频谱范围更广泛的光子，并且比眼睛比眼睛低得多的光子（即光水平较弱）来检测和测量光子。可以检测。

光如何与物质相互作用？

人类可以“看到”光绝非偶然。光是我们感知周围世界的主要手段。确实，在科学的背景下，光的检测是探测我们周围宇宙的非常有力的工具。随着光与物质相互作用，它可以改变，并通过研究与物质相互作用或相互作用的光，可以确定该物质的许多特性。通过对光的研究，例如，我们可以理解恒星和星系的组成，这些恒星和星系是光明的几年，或者实时观察活细胞内发生的微观生理过程。

物质由原子，离子或分子组成，它是通过它们与光的相互作用而产生各种现象，可以帮助我们理解物质的本质。原子，离子或分子具有定义的能量水平，通常与电子中电子中的能级有关。光有时会由物质产生，或者更常见的是，光子的光子可以通过多种方式与能量水平相互作用。

图2 - Jablonski图的示例，说明了与光子相互作用后分子的各种能量状态之间的过渡。

我们可以在图2中表示的称为jablonski图的方案中表示物质的能量水平。在最低能量状态下，可能被称为基态的原子或分子可以吸收一个光子，该光子将允许原子或分子吸收。要提高到更高的能级状态，称为激发状态。因此，这些物质可以吸收特征波长的光。原子或分子通常仅以很短的时间持续到激发态，并且通过多种机制将其放松回到基态。在所示的示例中，激发原子或分子最初会失去能量，而不是通过发出光子，而是通过通常加热物质加热的内部过程来放松到较低的能量中间状态。然后，中间能级通过比最初吸收的光子发射（较长的波长）的光子发射到基态。

我们如何使用光研究物质？

由于物质吸收或发射的光子将具有特征能量，因此与物质相互作用的光线随后使用A分开为其组成波长光谱仪，由此产生的频谱签名告诉我们有关此事本身的大量数量。光谱法的广泛领域构成了多种光谱技术，例如拉曼光谱法，，，，吸收/传播/反射光谱，，，，原子光谱学，，，，激光诱导的分解光谱法（libs）和瞬态吸收光谱，提供有关原子和分子科学特性的大量有用信息，并能够非常具体地识别出样品中此类材料的数量。

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