电磁波谱 可见光

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简介

根据物理学发现，所有具有电磁辐射的方面通常被称为光。然而，人眼只能检测到电磁波谱的一小部分。人眼包含锥形细胞，这些细胞负责使电磁波谱对人眼可见。基于这种物理概念化，本教程将包括对可见光谱的解释。

什么是可见光谱？

图 1：可见光谱

电磁波谱中人眼可见的部分称为可见光谱。光通常定义为主要被人眼检测到或对人眼可见的电磁辐射。

已经观察到，人眼对不同波长的光谱的敏感度不同。根据信息，人眼识别的波长范围为 380 至 700 纳米（NASA，2022）。

这个特定的可见光谱不包含所有颜色，因为并非所有颜色都为人眼可区分。例如，光谱中缺少品红色，因为它超出了人眼的检测能力。

波长和颜色光谱图

物理学中的频率和能量等术语与电磁波谱的波长密切相关。这种现象被认为是决定辐射颜色的决定性因素。在电磁波谱的尺度上，两种颜色之间的边界并非可见且清晰地分开，而是颜色彼此急剧混合（Fan 等人，2019）。

这就是为什么在可见光谱的颜色带上，紫外线区域在一端被识别，而红外辐射被识别为位于该带的另一端。在可见光谱中，每个波长都由特定的颜色表示。这些颜色中的每一个都具有不同的特性，并且波长是不同的。

颜色和温度

根据物理定律，物体检测到的温度越高，波长越短。这是人眼可以通过棱镜观察白光颜色变化的基本原因。例如，可以观察到吹管火焰的颜色根据温度的调整从红色变为蓝色（Researchgate，2022）。这就是帮助科学家标记恒星温度的原因，因为具有较热大气层的恒星将与较冷的恒星确定不同的光波长。

可见光的电磁波谱

图 2：光的电磁波谱

光的电磁波谱最常见的方面之一是电磁波能够穿过空间或真空传播。这种现象的主要原因是电磁波可以通过外太空的真空传输能量。电磁波的产生可能是由磁性或振动电荷的振动引起的（Researchgate，2022）。

因此，电磁波谱包含各种频率和波长。为了进行研究，整个可见光谱通常被细分为小的特定部分。这种分离可以基于观察，在观察中已经看到电磁波以何种方式与物质相互作用。

可见光天文

图 3：可见光天文

根据遥远恒星反射的电磁波谱是测量特定恒星温度的主要媒介。例如，可以说太阳表面温度为 5800 开尔文（NASA，2022）。这就是为什么阳光的峰值波长约为 550 纳米。如果太阳的温度比目前的测量温度更低，它将变成红色。另一方面，如果太阳更热，它将呈现蓝色。

结论

本教程阐明了可见光谱的概念，该概念通常指的是人眼可能检测到的电磁波谱的特定波长。本教程进一步包括了基于波长和白光颜色光谱图的讨论，当光通过棱镜时才能看到。已经看到，每种光谱都具有不同的波长。基于此波长，光谱定义了它们在由光的折射和色散产生的七色图中的位置。

常见问题

Q1. 可见光占电磁波谱的多少？

可能进入我们眼睛的光占可见光谱的不到 1%。根据科学家的说法，该测量值占总磁谱的 0.0035%，因为人眼被认为范围有限。

Q2. “电磁波谱”一词的定义是什么？

白光通常由七种不同波长的光组成。遵循这场音乐会，电磁波谱被定义为根据波长或频率对所有电子辐射的整个分布。

Q3. 什么是可见光？

根据物理学发现，$\mathrm{400\:THz\:to\:800\:THz\:}$ 被认为是可见光的频率水平。频率不超过 $\mathrm{400\:nm\:to\:700\:nm\:}$ 的光可以被人眼的视觉区分。这是使光在视觉上可见的主要原因。

Q4. 人眼可以看到哪种波长的电磁能量？

人眼可感知的电磁波谱部分称为可见光谱。人眼可以检测到的波长范围称为 330 到 700 纳米的范围。