超越视觉 光的秘密语言pdf

图书网 2019年9月4日23:28:171 1.6K

超越视觉 光的秘密语言 内容简介

光耀世界,让我们看见周围的一切。

但是人类只能看见可见光,仅是电磁波谱中很窄的一段。在这次栩栩如生、前所未有的探索中,金伯莉?阿坎德和梅甘?瓦茨克创新地向我们展现了“光”这一主题。本书按照电磁波谱的顺序从无线电波到伽马光进行了精心安排,按7类光分为7章,每一章聚焦于一种类型的光,描述它的特性和实际应用。

从电视和移动通信使用的无线电波,到热扫描成像使用的红外光,再到透视身体和观察数百万光年之外的黑洞所使用的X光,阿坎德和瓦茨克向我们全方位地展示了光影响地球生命乃至整个宇宙的所有重要方式。

开篇介绍了电磁波谱的概貌。其他7章都有4个专题:“充满光的一天”讲述光如何影响我们的日常生活;“焦点科学家”专门介绍发现某一类型的光或开创了其重要应用的科学家;“跨越光谱”讲解诸如荧光和反射等各种类型光的共性;“穿越宇宙”讨论宇宙中光是如何产生的以及我们如何利用它来“看见”**我们视觉的事物。

数百幅全彩照片和插图让光的概念清晰易懂,引人入胜。翻开本书,光的世界在你眼前徐徐展开。

超越视觉 光的秘密语言 目录

译者序

从什么是光说起

1 无线电波

跨越光谱 光速

2 微波

跨越光谱 漏光

3 红外光(红外线)

跨越光谱 反射

4 可见光

跨越光谱 折射

5 紫外光(紫外线)

跨越光谱 荧光

6 X光(X射线)

跨越光谱 原子碰撞

7 伽马光(伽马射线)

跨越光谱 放电

结语

致谢

超越视觉 光的秘密语言 精彩文摘

光就在我们身边,无处不在。很多人并没有意识到我们每天以多少种途径,又以多少种形式接触到光。从早晨一睁眼就照进眼睛的光,到手机的来电,再到我们在牙医那里照的X光,这些都是不同类型的光。

对许多人来说,“光”指人眼能感知的光。但是,正如我们将讨论的那样,可见光只是整个光谱范围中很窄的一段。

这是因为光,包括人类能感知的所谓可见光,只是能量的一种形式。我们能看见的光仅仅是宇宙中存在的光中很小的部分(参见第4章“可见光”中的详细信息)。还有其他类型的光,有些光的光子比可见光的光子能量低,有些光的光子能量则比可见光高得多。

很难将可见光同“其他”类型的光分开,因为它们都是同一本质的不同表现形式。如果你正在弹钢琴,你不能说包含中央C的和弦是“音乐”,而余下的音就不是音乐,而是“其他”。单音和和弦也许在别的八度里,但它们都是音乐。

光也是这样。尽管许多类型的光不是我们最熟悉的,但它仍然是光。人类经过进化可以感知特定范围的光(可见光),也即太阳辐射到达地球表面的最强的能量范围的光。除此之外,还存在大量其他类型的光。

如果你想一想,就会发现这是有道理的。在数十亿年的进化过程中,我们星球上的物种要适应环境。我们从最近的恒星——太阳获得光。为了生存和繁荣,地球上的生命形式不得不这样进化,以更好地利用这个能源。现在,我们知道我们的太阳发出几乎所有已知类型的光,包括红外光、紫外光、X光等。由于达到地球表面的阳光的主要能量在可见光波段,因此地球上的主要物种已经进化,以感受到这种光和这种光具有的各种颜色。

从古希腊甚至更早开始,人们一直试图确定光到底是什么。数千年来,通过以阳光和火光为主的日常体验,人类已经很熟悉光了。但是,最近几个世纪让我们“大开眼界”,“看见”我们看不见的其他种类的光。

全光谱包括从无线电波到伽马光的许多类型的光。理解光的最简单方法就是认为它是能量,即所谓的电磁辐射。辐射光的波长常密切依赖于辐射物体的温度。因此,可以把电磁辐射谱形象地画成温度计。但这个温度计的温度范围比我们地球上经常使用的温度计大得多。

我们的太阳只是左上图那样一个简单的橘黄色圆盘吗?

太阳辐射所有已知类型的光,右上图就是用不同类型的光拍摄的照片拼图。太阳辐射到地球的大量能量不是我们眼睛能看见的类型的光(可见光),而是红外光和紫外光等。有了多种多样的光,我们才能在地球上生存,才能远距离相互通信,才有可能去探索外太空。对地球上的生命来说,幸运的是我们星球的大气层阻挡了诸如X光和伽马光等来自太阳的潜在有害的光线。

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