光束为什么向外辐射——就像托马斯•杨所证实的一样吗？光究竟是什么？在讨论这个问题之前，我们先从一种常见的波入手——水波，需要注意的一点是：水波并非由水形成，水波的形成是波的能量传递的表象。水并没有随能量的移动而移动，相反水依然在原地。移动的只是波。由此可知：波是能量，看到的水波是波的表现形式。

所有的波都是正在传播的能量，并且他们经常会经过某些介质，并引起这些介质发生变化，比方说刚提到的水波，水就是介质。组成水波的水分子运动方向与水波的传播方向上下垂直运动，这种波称之为“横波”。

光波与水波相比，显得更复杂些，光波的传输无需介质，可以在真空中传输，光波由电场与磁场形式的能量组成，电场、磁场的振动方向相互垂直，同时两者与光波传输方向也垂直。由于光波既有电场也有磁场，因此我们称之为“电磁辐射”。

光波与水波切面图示

关于“光”的两种不同理论：

1、光子——粒子理论；

2、光波——波动理论；

最开始是人们认为光是“微粒子流”，认为光是一些小的粒子物质，以直线传播，而后托马斯•杨实验证明，光是一种波，时时刻刻向外辐射。到后来，爱因斯坦提出光电效应，他发现紫外线直射到物体表面时，会引起核外电子从物体表面散发，对此，他的解释是：光是一束束的能量包组成，而这些能量包就称为“光子”。

波长

任何一种光波都有波长，波长是指连续波上面任意两个对应点之间的距离，为了测量的方便，一般取波峰到波峰的距离或者波谷到波谷的距离。可见光的波长范围是千万分之四到磁七米。但就电辐射的定义而言，光的波长范围只是总体的一小部分。

频率

光波也有多种频率，光波频率的定义是任何时间段内（通常是1秒钟）通过空间某点的波数，单位是赫兹。可见光的频率称之为颜色。

光波的能量大小与光波的频率成一定关系，频率高的光波能量校大，频率低的光波能量校低。

各种光波能量 波长 频率

激发原子产生光波

光子是怎么产生的呢？我们知道光子是一个包含电场与磁场的能量包，这个能量包从何而来，追其根源，我们可以微观的分析关于物质的构成——原子来分析，原子包含原子核与核外电子，核外电子总是以一定的轨道围绕原子核做圆周运动，这就像卫星围绕地球转动，一方面它受到地球的万有引力，另一方面它有一个离心力，给予一个初始速度值，卫星即可无需能量运转下去。电子围绕原子核运动与其有一点点差别，电子与原子核之间的引力是靠带正电的原子核与带负电的核外电子相互吸引形成。电子与原子核的电荷数相等，当原子接受了外部能量后，电子可能高速运转，最后离开该原子。相反，电子也可以失去能量，返回到正常轨道，失去的能量以电场与磁场能量包的形式散发出去，这就是光子。

加热是激发原子的一种方式，比方说一块铁，当加热到一定温度时，铁会变成红色，这只是因为原子获得的能量只能够一部分或者一个轨道的电子被激发，获得能量后从高轨道返回到正常轨道散发能量包，即光子。这个特殊的光子是红色。当温度继续加高，高到让所有的电子被激发，那么，它所散发出来的光波应该是各种频率都有，各种颜色叠加在一起就成为白色。

由此我们可以总结出：任何产生光的物体都在以某种方式激发原子。