電磁波譜 可見光

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簡介

根據物理學發現，所有具有電磁輻射的方面通常被稱為光。然而，人眼只能檢測到電磁波譜的一小部分。人眼包含錐形細胞，這些細胞負責使電磁波譜對人眼可見。基於這種物理概念化，本教程將包括對可見光譜的解釋。

什麼是可見光譜？

圖 1：可見光譜

電磁波譜中人眼可見的部分稱為可見光譜。光通常定義為主要被人眼檢測到或對人眼可見的電磁輻射。

已經觀察到，人眼對不同波長的光譜的敏感度不同。根據資訊，人眼識別的波長範圍為 380 至 700 奈米（NASA，2022）。

這個特定的可見光譜不包含所有顏色，因為並非所有顏色都為人眼可區分。例如，光譜中缺少品紅色，因為它超出了人眼的檢測能力。

波長和顏色光譜圖

物理學中的頻率和能量等術語與電磁波譜的波長密切相關。這種現象被認為是決定輻射顏色的決定性因素。在電磁波譜的尺度上，兩種顏色之間的邊界並非可見且清晰地分開，而是顏色彼此急劇混合（Fan 等人，2019）。

這就是為什麼在可見光譜的顏色帶上，紫外線區域在一端被識別，而紅外輻射被識別為位於該帶的另一端。在可見光譜中，每個波長都由特定的顏色表示。這些顏色中的每一個都具有不同的特性，並且波長是不同的。

顏色和溫度

根據物理定律，物體檢測到的溫度越高，波長越短。這是人眼可以透過稜鏡觀察白光顏色變化的基本原因。例如，可以觀察到吹管火焰的顏色根據溫度的調整從紅色變為藍色（Researchgate，2022）。這就是幫助科學家標記恆星溫度的原因，因為具有較熱大氣層的恆星將與較冷的恆星確定不同的光波長。

可見光的電磁波譜

圖 2：光的電磁波譜

光的電磁波譜最常見的方面之一是電磁波能夠穿過空間或真空傳播。這種現象的主要原因是電磁波可以透過外太空的真空傳輸能量。電磁波的產生可能是由磁性或振動電荷的振動引起的（Researchgate，2022）。

因此，電磁波譜包含各種頻率和波長。為了進行研究，整個可見光譜通常被細分為小的特定部分。這種分離可以基於觀察，在觀察中已經看到電磁波以何種方式與物質相互作用。

可見光天文

圖 3：可見光天文

根據遙遠恆星反射的電磁波譜是測量特定恆星溫度的主要媒介。例如，可以說太陽表面溫度為 5800 開爾文（NASA，2022）。這就是為什麼陽光的峰值波長約為 550 奈米。如果太陽的溫度比目前的測量溫度更低，它將變成紅色。另一方面，如果太陽更熱，它將呈現藍色。

結論

本教程闡明瞭可見光譜的概念，該概念通常指的是人眼可能檢測到的電磁波譜的特定波長。本教程進一步包括了基於波長和白光顏色光譜圖的討論，當光透過稜鏡時才能看到。已經看到，每種光譜都具有不同的波長。基於此波長，光譜定義了它們在由光的折射和色散產生的七色圖中的位置。

常見問題

Q1. 可見光佔電磁波譜的多少？

可能進入我們眼睛的光佔可見光譜的不到 1%。根據科學家的說法，該測量值佔總磁譜的 0.0035%，因為人眼被認為範圍有限。

Q2. “電磁波譜”一詞的定義是什麼？

白光通常由七種不同波長的光組成。遵循這場音樂會，電磁波譜被定義為根據波長或頻率對所有電子輻射的整個分佈。

Q3. 什麼是可見光？

根據物理學發現，$\mathrm{400\:THz\:to\:800\:THz\:}$ 被認為是可見光的頻率水平。頻率不超過 $\mathrm{400\:nm\:to\:700\:nm\:}$ 的光可以被人眼的視覺區分。這是使光在視覺上可見的主要原因。

Q4. 人眼可以看到哪種波長的電磁能量？

人眼可感知的電磁波譜部分稱為可見光譜。人眼可以檢測到的波長範圍稱為 330 到 700 奈米的範圍。