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光学
所有对光进行的研究统称为光学。
光学是最古老的科学学科之一，它的历史发展进程为现代科学的产生开辟了一条极其重要的道路。
光学领域中提出的新想法曾经为很多不同领域研究中新观点的产生提供了灵感，比如原子和分子动力学。
通过对光的深入了解，人们开发出新的技术，这些技术也已经成为解开自然界中其他未解之谜的关键。
例如，伽利略设计的光学望远镜不仅帮他观测到了木星的卫星，还帮助科学家们向“太阳系中的行星均围绕太阳运动”
这一新发现迈出重要的一步。
而这一发现反过来又极大地促进了万有引力定律（解释行星运动的规律）的发展。
光学这一学科可以追溯到公元前4世纪，一些希腊哲学家对光进行了研究。
这之后的两千多年中，光学一直持续蓬勃发展。
令人惊讶的是，尽管已经有很多具备卓越才能的学者前赴后继地研究，光学在两千多年后的今天仍然不断地绽放出新的光彩。
时至今日，仍然有很多新的光学现象不断被发现。
在过去的20年间，有十多个诺贝尔奖被颁发给了与光相关的科学研究，可以说，光学仍然处在现代科学的前沿。
例如，在超低温条件下如何在超短时间内对原子和分子的运动进行控制和测量的研究，使钟表的时间精确度提升了1000倍；另一个例子则是研究如何才能够观测到活细胞内部，从而使我们能了解到其中的变化情况。
光是什么
要讨论光是什么，可以从光非常常见的一些性质入手：亮度、强度、颜色和温度。
这些可感知的特性都说明了光是一种物质实体。
但是，光到底是什么呢？
我们可以用家用灯泡作为例子，先来谈谈光的亮度。
家用灯泡的功率通常有几十瓦（功率的单位为瓦特，简称为瓦，用W表示，代表每秒所消耗的能量），具体数值根据灯泡型号不同而不同。
一个50W的灯泡足以照亮整个房间，而汽车前照灯的功率一般略大一些，在60W到100W之间。
足球场上用来照明的泛光灯的功率则更大，高达几千瓦。
之后我会详细讨论光是如何由这些不同的光源产生的，但是通过功率的大小，我们已经对光的亮度有一个具体的概念了。
毋庸置疑，太阳是亮度最大的光源之一。
它辐射的能量巨大，其功率超过了1025W。
（在数字1后面跟着25个0!）由于太阳的亮度是如此之大，即使它距离我们非常遥远，我们仍然不能直视太阳。
以上讨论的光，与我们相距越远看起来就越暗。
因此，功率并不是衡量亮度的唯一指标。
在某种程度上，亮度与我们从光源那里接收到的能量的比例有关。
例如，一支激光笔的功率比灯泡的功率低很多，通常只有千分之几瓦（不到10-2W或者10mW），但是它照射在屏幕上的时候看起来非常亮。
这就引出了下一个与光的亮度有关的概念。
这个重要的概念就是光的强度（更准确的表达是“辐照度”
，但是人们更熟悉的可能是“强度”
这个术语），即接收器每单位面积上接收到的光的能量。
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