(作者:陳敬恒老師 / 逢甲大學光電科學與工程學系)
愛因斯坦曾說:「我將用我的餘生來思索光為何物。」到底光有多特別?就讓我們一起以輕鬆的方式來認識它!
我們每天一早打開靈魂之窗迎接這個五彩繽紛的美好世界,然而你可曾想到,在光沒有被任何物質反射進入到人的眼睛之前,你可能什麼也看不見!這也是在太空拍攝的照片總是呈現出一片詭異黑色的原因。人類的眼睛只能看見可見光,它是整個電磁波頻譜中極為狹窄的波段,波長約介於420奈米到780奈米之間,包含了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等色光,它們可藉由稜鏡之色散分光而得到,如圖(一)所示。我們之所以可以看見物體的顏色,主要是因為當可見光照射到物體後,物體吸收了部分波段的光後反射剩餘的部分再被眼睛所接收,這也是為何有人說「色彩是被破壞的光」。所以當我們看物體的顏色是白色時,主要是因為所有可見光都被物體反射進入眼睛後的結果,而黑色物體則是所有可見光都被其吸收後的結果。這也是為何天文物理學家一直在浩瀚宇宙中探索黑洞存在的原因,因為所有的光都被其吸收無法掙脫,因此讓人類無法一探其神秘的面紗!
大家都知道光速每秒約30萬公里,它是這個世界上運動速度的極限,沒有任何物體的速度能超越光速,這也是大家在科幻電影中所看到的,當超人的飛行速度超越光速後就可以回到未來的原因!更特別的是光速不會因為你在移動所看到的速度就會改變,你所看到的光速永遠是每秒30萬公里,這個數值連結了時間與空間,它定義了過去、現在和未來,同時也是質量和能量之間的轉換因子!
光既是一種波也是一種粒子,就像是硬幣的兩面我們永遠一次只能看到其中的一面;光的波動特性可以藉由光的干涉實驗去證實,而光的光子特性則是LED發光的原理。此外光子是沒有質量的,我們並不會因為做日光浴而體重增加,也沒辦法藉由在黑暗的地方量體重來讓自己變得輕一點。它總是讓人捉摸不定,永遠如此奇特又有趣。用心去感受,你將會發現光其他有趣的特點與樣貌!
【館藏資源】
Optics / Eugene Hecht.
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