光学/光的本质
光实际上是一种辐射形式。事实上，辐射并不总是坏事。其中一些实际上非常有用，比如光、微波和无线电波。这些是你在日常生活中遇到的几种电磁辐射类型。你可能已经猜到了，光是一种波。没错！但同时，它也具有类似粒子的特性。在本节中，我们将考察光的本质，以及它究竟是波、粒子还是两者兼而有之。
| 高能辐射 | 低能辐射 |
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为了理解光，我们需要了解电磁波谱。基本上，这个波谱展示了不同形式的电磁辐射以及它们在波谱中的位置。波谱中有一些趋势，将在后面讨论。
什么是电磁辐射？
许多人似乎将辐射与核废料以及会导致癌症的事物联系在一起。然而，在科学中，它有一个更普遍的定义。辐射是能量传递和传播的一种方式，在传播过程中能量会扩散出去。
既然你知道光是一种辐射形式，你每次使用手电筒时都能看到它的证据。注意光束的直径在离光源越远的地方是如何增加的？这是波的属性（将在 1.1.1 节 - 什么是波？中更详细地讨论）。
至于“电磁”部分，它指的是构成波的波动的电场和磁场。宇宙的速度极限
宇宙的速度极限
除了所有电磁（EM）辐射都由传播的电场和磁场的变化组成之外，它们之间还有一个非常重要的相似之处；它们都以光速传播。
光速的存在意味着光不会瞬时出现，这与古代一些伟大人物的想法相反。光速通常用字母表示，为，或约为。这速度快到足以穿透地球中心并在大约秒内到达另一端。想象一下，当时测量光速有多困难！
光速如此重要的原因是因为它是宇宙中最快的速度。没有任何东西能够超过它。这就是为什么它有时被称为“宇宙的速度极限”。不同形式的电磁辐射
不同形式的电磁辐射
现在你知道所有电磁辐射之间的一些相似之处后，你可能想知道它们的差异是什么。差异可以用三种不同的方式来解释
- 波长；
- 频率；
- 能量。
在本节中，我们只讨论能量。其他两个，波长和频率，将在 1.1.1 节 - 什么是波？中讨论。
如果你看一下波谱，你会看到图上标注了“低能辐射”和“高能辐射”。显然，这表明靠近顶部的辐射，比如无线电波和微波具有较低的能量，而靠近底部的辐射，比如 X 射线和伽马射线，具有较高的能量。这是所有电磁波之间唯一的区别；它们的能量水平不同。
正如你所看到的，光只是电磁波谱的一小部分。即使在这个小区域内，它也可以被隔离并被称为“子波谱”，然而，这个子波谱你应该更加熟悉。
彩虹的颜色
这个“子波谱”，或者说是可见光的范围，占据了电磁波谱中非常小的一部分。与其他类型的电磁辐射相比，它在波谱中占据的空间最小。
然而，这个小区域被分成彩虹的所有不同颜色。从红色开始，到紫色结束。这个范围也必须与电磁波谱一致，因为它是在电磁波谱中，因此，红色是能量最低的颜色，紫色是能量最高的颜色。所有这些都在上面的图中显示出来。
你是否曾经听说过白色和黑色不被认为是颜色？没错。白色实际上是所有颜色的混合，而黑色则是所有颜色的缺失。当棱镜将白光分成它的组成颜色时，你可以看到这种效果。
到目前为止，我们已经从波的角度讨论了光。但是它的类粒子特性呢？
首先，你需要知道什么是光子。光子是一种无质量的粒子，以光速传播，并携带一定量的能量，我们称之为量子（复数：量子）。电磁辐射也可以被认为是光子的流，每个光子携带一定量的能量。辐射的能量越高，其光子携带的能量就越大。例如，红光的光子比紫光的光子携带的能量少。
所以你可能迫切想要回答这个问题“到底是波还是粒子”？要么这样，要么你迫切想要读完这篇文章。
好吧，事实是，这个问题无法轻易回答。光可以表现出波和粒子的特性。这个概念被称为“波粒二象性”，它是现代物理学或量子物理学诞生的原因。
这将我们引入了维基教科书的下一节，标题为“光 - 波还是粒子流？”如果你觉得本节内容令人困惑，那你就还没看到真正的挑战。下一节将进入量子力学的神秘世界：一个在过去困惑了许多伟大人物的世界，包括一位名叫阿尔伯特·爱因斯坦的杰出物理学家。