Ánh sáng mà chúng ta thấy hàng ngày chỉ là một phần nhỏ của tổng năng lượng phát ra bởi mặt trời lên trên bề mặt trái đất . Ánh sáng mặt trời là một dạng bức xạ điện từ và ánh sáng khả kiến mà chúng ta thấy là một tập con nhỏ của phổ điện từ được hiển thị .
Hạt ánh sáng
Lý thuyết hạt ánh sáng được Isaac Newton đưa ra và cho rằng dòng ánh sáng là dòng di chuyển của các hạt vật chất . Lý thuyết này giải thích được hiện tượng phản xạ và một số tính chất khác của ánh sáng , tuy nhiên không giải thích được nhiều hiện tượng như giao thoa , nhiễu xạ mang tính chất sóng .
Ánh sáng là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường của con người ( tức là từ khoảng 380 nm đến 700 nm ). Giống như mọi bức xạ điện từ , ánh sáng có thể được mô tả như những đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon .
- Ánh sáng lạnh là ánh sáng có bước sóng tập trung gần vùng quang phổ tím
- Ánh sáng nóng là ánh sáng có bước sóng nằm gần vùng đỏ
- Ánh sáng có quang phổ trải đều từ đỏ đến tím là ánh sáng trắng
- Ánh sáng có bước sóng tập trung tại vùng quang phổ rất hẹp gọi là ánh sáng đơn sắc
Năng lượng mặt trời rất quan trọng trong việc xác định cách ánh sáng mặt trời tới tương tác với một bộ chuyển đổi quang điện hoặc bất kỳ vật thể nào khác .
Quang phổ điện từ
Phổ điện từ mô tả ánh sáng dưới dạng sóng có bước sóng đặc biệt . Mô tả ánh sáng như một làn sóng đầu tiên được chấp nhận vào đầu những năm 1800 khi các thí nghiệm của Thomas Young , François Arago và Augustin Jean Fresnel cho thấy các hiệu ứng giao thoa trong các chùm sáng , cho thấy ánh sáng được tạo thành từ sóng . Đến cuối năm 1860 , ánh sáng được xem như một phần của quang phổ điện từ .
Ngày nay , cơ học lượng tử giải thích cả những quan sát về bản chất sóng và bản chất hạt của ánh sáng . Trong cơ học lượng tử , một photon , giống như tất cả các hạt cơ học lượng tử khác như electron , proton được mô tả chính xác nhất là ” gói sóng ” . Một gói sóng được định nghĩa là một tập hợp các sóng có thể tương tác theo cách mà gói sóng có thể xuất hiện không gian cục bộ hoặc có thể luân phiên xuất hiện đơn giản như một làn sóng .
Trong trường hợp gói sóng được địa phương hóa không gian , nó hoạt động như một hạt . Do đó , tùy thuộc vào tình hình , một photon có thể xuất hiện dưới dạng sóng hoặc như một hạt và khái niệm này được gọi là : ” tính hai mặt sóng – hạt ” .