光的发展趋势--从宇宙大爆炸到现今
2012-05-16 20:11:06
来源：电子系统设计
摘要： “神说，要有光，就有了光。神看光是好的，就把光和黑暗分开了。”我敢肯定，对《创世纪》中开头这两句话，我们大多数人都很熟悉，而且无论你信不信，事实依然是，我们这个世界确实有黑暗和光。不过光是什么? 光从哪里来? 它是怎么产生的? 它未来会是什么样?
现在回顾一下光的简史，从大约 140 亿年前到今天。为什么从 140 亿年前开始呢? 因为我们知道，根据美国航空航天局威尔金森微波各向异性探测器 (Wilkinson Microwave Anisotropic Probe --- WMAP) 的探测，140 亿年大约就是宇宙的年龄。该探测器用来以精细的准确度探测宇宙，检测来自最遥远的宇宙深处之微波，那里就是宇宙大爆炸本身形成的那个正在冷却的火球。当然，我们自己的太阳系(包括太阳和地球) 要比宇宙本身年轻得多，年龄仅约 45 亿年。因此，地球上光的主要来源是太阳。后来，大约 40 亿年前，月亮形成了。没人准确知道月亮是怎样形成的，尽管有 4 个主要的假设，即融合、捕获、共同形成和大撞击 (如需更多有关这些假设的信息，请见维基百科)。然而，不管月亮是怎样形成的，通过将太阳的光子反射回地球表面，月亮在夜间为我们提供了一个额外的光源。
人们普遍认为，地球上出现人类 (直立人) 的时间大约在 100 万年之前，而 100 万年在宇宙的银河中只不过是一眨眼的功夫! 显然，太阳是这些早期人类的主要照明光源，因为直到很久以后，才有了人造照明光源。实际上，很多科学家认为，有无可辩驳的证据证明，大约12.5 万年以前，早期人类创造了可控制的火。也就是，人类造出了火把，而且火把成了第一种人造光源。然而，直到 1 万 7 千年以前，史前人类才用灯来照明。这些灯通常是用贝壳、岩石或动物角做成的，里面装入动物油或植物油作燃料，并使用一种纤维灯芯。又过了1 万年，这些灯的燃料才包括了橄榄、坚果、芝麻或鱼油。在接下来的 5000 年中，这些灯使用的材料又经过了很多次变化。然后，大约在公元前 500 年，毕达哥拉斯提出了光的“粒子”理论。该理论假设所有可见物体都会发出稳定的粒子流，这些粒子轰击我们的眼睛。他又进一步提出，“光由射线组成，这些射线像触须一样，射线从眼睛到物体以直线传播，当这些射线触碰到物体时，就获得了视觉。”
直到公元 400 年，照明领域的下一次进步才出现，即发明了蜡烛。在接下来的 1400 年间，蜡烛成了主要的照明光源。然而，对现代照明具有重大意义的重要发现出现在 1666 年，当时才 23 岁的艾萨克·牛顿 (Isaac Newton) 做了他著名的棱镜实验。他注意到并记录下来，阳光是白色光，其中包含光谱的所有颜色。
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