我們到處都能看到光，那么光源是如何發(fā)光的呢?現(xiàn)從量子力學(xué)的觀點(diǎn)淺談一下。

一般物質(zhì)原子的能態(tài)是不連續(xù)的，正常情況下都處于基態(tài)，不會(huì)發(fā)光。當(dāng)原子吸收了足夠能量，原子的核外電子運(yùn)動(dòng)到能量比較高的軌道，原子處于激發(fā)態(tài)，但不穩(wěn)定，會(huì)向能級(jí)較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷，釋放能量，發(fā)出不同頻率的光。原子獲得能量有兩種方式：第一種方式是原子與其它的粒子，如原子、電子等，碰撞獲得能量；第二種方式就是直接吸收一個(gè)光子的能量。原子激發(fā)后會(huì)躍遷到另一定態(tài)或電離，處于激發(fā)態(tài)。下面談幾種常見的光源。

1 日光燈、白熾燈 電源開關(guān)剛閉合時(shí)，日光燈管內(nèi)的水銀經(jīng)燈管兩端燈絲加熱蒸發(fā)，形成稀薄的水銀蒸汽，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的高壓加在燈管兩端，使汞原子電離出電子，電子加速后與汞原子碰撞，使氣體迅速擊穿，產(chǎn)生弧光放電，激發(fā)紫外線。紫外線再激發(fā)涂在管壁上的熒光粉，發(fā)出柔和的光。因此，日光燈熒光粉是通過第二種方式激發(fā)而發(fā)光的。而白熾燈燈絲中的鎢原子一個(gè)緊挨一個(gè)，在電場(chǎng)作用下電子加速，經(jīng)很短自由程后就會(huì)與原子碰撞，不能使原子激發(fā)發(fā)光，只能使原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，鎢絲溫度升高，少量獲得較大動(dòng)能的電子與鎢原子碰撞激發(fā)發(fā)光。因此，白熾燈發(fā)光是通過第一種方式激發(fā)的，消耗的電能大多轉(zhuǎn)化為熱能，發(fā)光效率很低，日常生活中提倡使用日光燈、節(jié)能燈。

2 太陽 太陽每秒輻射出大約3.8×1026J的能量，地球只接受到其中的二十億分之一。這么巨大的太陽能是怎么轉(zhuǎn)化來的?原來，在太陽內(nèi)部，氫的兩種同位素氘和氚的原子核在高溫下聚變成氦核，發(fā)生質(zhì)量虧損，能量增加，使氦核處于激發(fā)態(tài)輻射出紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線?？梢娫诘厍虻耐鈱涌臻g有很強(qiáng)的電磁輻射。因此，在太空運(yùn)行的航天器、空間站，要防止電磁輻射對(duì)宇航員的傷害和對(duì)通訊的干擾。

3 彩色顯像管 彩色顯像管內(nèi)電子槍發(fā)出的電子，經(jīng)2～3萬伏高壓加速獲得較大動(dòng)能后轟擊熒光屏上的熒光粉，紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉受激發(fā)而發(fā)光；另一方面，高速電子轟擊熒光屏后，使原子能級(jí)差較大的內(nèi)層電子激發(fā)，將發(fā)出光子能量大、對(duì)人體有害的X射線。因此我們看電視時(shí)應(yīng)該與電視機(jī)保持3m以上的距離。

4 煉鋼爐中的鐵水 煉鋼爐中的鐵原子是通過相鄰原子間的碰撞被激發(fā)的。當(dāng)處于激發(fā)態(tài)的鐵原子在能級(jí)差較大的定態(tài)間發(fā)生躍遷時(shí)將發(fā)出可見光，放置一段時(shí)間后不再發(fā)光，但人靠近時(shí)仍可感到熱氣逼人，主要是因?yàn)檫€有能級(jí)差較小的躍遷發(fā)出紅外線的緣故。這就是宏觀上的熱傳遞現(xiàn)象

光，范圍太廣，不好講。就講太陽光吧。

太陽光是核聚變形成的。有人說光是電磁波，有人說光子是玻色子，還有些說法，我驗(yàn)證不了，我只好將宇宙是如何制造光的現(xiàn)場(chǎng)搬出來，大家驗(yàn)證。


光是“能量變物質(zhì)副產(chǎn)品”，在恒星能量變物質(zhì)的爆炸瞬間，光與物質(zhì)同時(shí)產(chǎn)生，好似放禮花，當(dāng)把煙花藥爆炸燃燒時(shí)，也同時(shí)放出美麗的禮花。

但能炸出太陽光的是核聚變，根據(jù)能量變物質(zhì)爆炸產(chǎn)出物質(zhì)的形狀，應(yīng)能分析出太陽光的頻段。

1、光就是電磁波，由交替變化的電場(chǎng)與磁場(chǎng)組成，速度約30萬km/秒。光具備波粒二象性，它即是粒子又是波，同時(shí)具備這兩個(gè)特性。根據(jù)測(cè)試條件不同，它可以分別表現(xiàn)得像波或者像粒子。

光的頻率不同，從最低的低頻無線電波到能量極高的γ射線都有，對(duì)應(yīng)的光子的能量也是完全不同的，頻率越高則光子能量也越高。在其中頻率合適的一小段電磁波區(qū)域，是人類可以感知的可見光。

2、光子是宇宙中數(shù)量最多的基本粒子，有數(shù)十種產(chǎn)生光子的機(jī)制(或稱物理過程)，其中絕大部分都涉及因能量守恒導(dǎo)致的物理現(xiàn)象。

最常見的產(chǎn)生光子的原因是電子躍遷，也就是我們最常見的熱輻射過程。

我們知道任何常見物質(zhì)都是原子構(gòu)成，原子外層均為核外電子，這些電子各自在自己的軌道運(yùn)行，當(dāng)電子軌道保持穩(wěn)定不變時(shí)，它是不會(huì)輻射出光子的。但受到外部刺激時(shí)，電子是極易發(fā)生軌道改變的，這些刺激包括:原子的熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的碰撞，外部粒子刺激，外部電磁場(chǎng)刺激等等。

3、當(dāng)電子軌道受到外部刺激發(fā)生變化時(shí)，它的能量也隨之變化，電子吸收能量會(huì)躍遷到高能態(tài)軌道，但高能態(tài)是不穩(wěn)定的，隨時(shí)返回低能態(tài)，根根據(jù)能量守恒原理，會(huì)輻射出一個(gè)光子，這個(gè)過程被稱為“電子躍遷”，輻射的光子的頻率由電子的軌道能量差決定。

所以，因電子的軌道躍遷輻射出光子，這是宇宙間最常見的光子產(chǎn)生方式。

光子只是假設(shè)。光的本質(zhì)是電子的躍遷，導(dǎo)致場(chǎng)的轉(zhuǎn)換而釋放出的波。光的波具有粒子性質(zhì)這就是波粒二象性。然后人們把1個(gè)波粒設(shè)為1個(gè)單位叫光子。所以光子不是物質(zhì)是能量單位，但廣義相對(duì)論中可以用質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式計(jì)算出其動(dòng)質(zhì)量，而物質(zhì)的定義就是空間中質(zhì)量的分布，所以這時(shí)候也可以說光子或光是物質(zhì)（但是實(shí)際上光和光子是能量，這個(gè)公式是對(duì)等關(guān)系不是轉(zhuǎn)換關(guān)系）而我們看到光就只是視網(wǎng)膜細(xì)胞受到光能刺激。這就好吧用皮膚感受熱量刺激一樣（用這種方法簡(jiǎn)單的圖像還是可以顯示的）

所以說簡(jiǎn)單點(diǎn)光就是電子躍遷產(chǎn)生的能量波，然后轟擊了我們的視網(wǎng)膜細(xì)胞，細(xì)胞做出反應(yīng)經(jīng)過大腦分析形成了圖像

光的本質(zhì)其實(shí)就是一種振動(dòng)波。而所謂的光子，只是粒子的一種。光（即光波）是以光速運(yùn)動(dòng)的，而光子則是以亞光速運(yùn)動(dòng)的。光是以自己的振動(dòng)頻率來影響它所碰到的物體(包括各種粒子)而傳遞能量，光子是以自己的運(yùn)動(dòng)撞擊它所碰到的物體（包括各種粒子）而傳遞能量。像太陽這樣的天體，在發(fā)出強(qiáng)烈的光波的同時(shí)，也會(huì)釋放出來大量的粒子，所以，當(dāng)我們接收到太陽光的同時(shí)也會(huì)接收到太陽粒子，于是我們就錯(cuò)誤的認(rèn)為光子就是光，是同一種東西的不同表現(xiàn)形式。所以說，光波不是電磁波，粒子才會(huì)受到磁場(chǎng)的影響。

飛速朝一個(gè)方向，旋轉(zhuǎn)飛行的物體與空氣摩擦，就會(huì)是一道光束。星球在宇宙的大環(huán)境當(dāng)中，而人如果在球體上，只能感覺到細(xì)微的變化，能看到的那就是光。假設(shè)如果你拿起一個(gè)，熱氣騰騰的包子，往前一拋，那股氣也會(huì)跟著走，如果你力氣大能拋很遠(yuǎn)，隨著熱氣的散發(fā)，慢慢就會(huì)長(zhǎng)出霉菌，蛆蟲，蚊子啊什么的。

要了解光，需要多維度去理解，請(qǐng)關(guān)注：容濟(jì)點(diǎn)火器

一、光就是光子，產(chǎn)生光子就是產(chǎn)生光。

有很多種不同的方式可以產(chǎn)生光子，但所有這些方式都是利用原子內(nèi)的相同機(jī)制來達(dá)到目的，既原子核或核外電子受激發(fā)放出光子

光電子理論：

原子都是由原子核和核外電子構(gòu)成，電子在自己的固定軌道上繞核旋轉(zhuǎn)。根據(jù)能量最低原理，電子總是首先填充能量較低的軌道，處于穩(wěn)定的基態(tài)；當(dāng)獲得一個(gè)額外能量，使它能夠爭(zhēng)脫核的束縛時(shí)，便可向高能量軌道躍遷，處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)。此時(shí)該電子可通過向外輻射光子的形式降低自身能量回到基態(tài)，而光子的能量正好等于兩個(gè)軌道能量之差。

二、光是能量

能量大小由光子的頻率決定，很多能量轉(zhuǎn)移過程中都有光子的產(chǎn)生，當(dāng)光子的數(shù)目達(dá)到一定程度且頻率在人能感受的范圍中時(shí)，就成了生活中肉眼所見到的光，貝達(dá)衰變時(shí)放出的光子數(shù)目太少，我們不能看見，紫外光，紅外線頻率在人眼感覺范圍之外，我們也不能見到．

我們看到的太陽光是太陽最薄的光球?qū)影l(fā)出的，那里的物質(zhì)是等離子態(tài)，即原子被電離為原子核和電子，由于電子在原子核中是按量子能級(jí)分布，當(dāng)一個(gè)原來被電離的自由電子進(jìn)入原子的能級(jí)中時(shí)，電子能量降低，有能來能量守恒，這個(gè)過程產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的光子，由于電子能量的連續(xù)性分布和量子軌道的不唯一性，太陽發(fā)出各個(gè)頻率段的光子，也就有了人眼中的各種色彩．

光子是能量的攜帶者，而光在微觀上就表現(xiàn)為光子，所以光與能量的釋放與轉(zhuǎn)換分不開的。

三、光是一種人類眼睛可以見的電磁波（可見光譜）。

在科學(xué)上的定義，光有時(shí)候是指所有的電磁波譜。光是由一種稱為光子的基本粒子組成。具有粒子性與波動(dòng)性，或稱為波粒二象性[1]。光可以在真空、空氣、水等透明的物質(zhì)中傳播。 極光光的速度：光在真空中的速度為每秒30萬公里（精確點(diǎn)就是c=299792458m/s），光從太陽到地球只需八分鐘。

四、光的本質(zhì)就是可見光頻率的光子流

光在真空中以光速c傳播。當(dāng)光的粒子數(shù)密度極高，且探測(cè)儀器分辨本領(lǐng)遠(yuǎn)低于一個(gè)光子的能量時(shí)，則可以認(rèn)為是經(jīng)典電磁波。

光子是一種基本粒子，是傳遞電磁相互作用的玻色子。

發(fā)光的種類有很多。比如說：原子、分子由高能級(jí)躍遷至低能級(jí)往往會(huì)向外發(fā)射光子；熱輻射本質(zhì)也是電磁輻射，一切不是絕對(duì)零度的物質(zhì)都會(huì)向外熱輻射；螢火蟲通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)射光子。值得注意的是，根據(jù)量子力學(xué)，當(dāng)電子處于原子的某一能級(jí)時(shí)，是能量本征態(tài)。在沒有外界作用時(shí)，電子將永遠(yuǎn)處于這個(gè)能量本征態(tài)。此時(shí)，原子并不會(huì)自發(fā)地從高能級(jí)躍遷至低能級(jí)。

事實(shí)上，真空?qǐng)龅臄_動(dòng)，才是自發(fā)輻射的根本原因。根據(jù)量子場(chǎng)論，真空中并不是空無一物（零點(diǎn)能），里面有各種光子產(chǎn)生和湮滅，雖然總的場(chǎng)為零，但是它們的擾動(dòng)不為零。正是由于真空中量子漲落的擾動(dòng)，造成了原子中電子能級(jí)的變化，從而輻射出光子。（用量子場(chǎng)論的術(shù)語說，就是真空中的漲落產(chǎn)生了虛光子。）

可見，引起自發(fā)輻射的根源并不是簡(jiǎn)單的「不穩(wěn)定」就可以解釋的。