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光的基本知识及宝石的光学性质之光的本质
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第三章 光的基本知识及宝石的光学性质

第一节 光的本质


光是一种以极大的速度通过空间传播能量的电磁波,它具有波动性。电磁波是在空间运动传播着的电磁振动(变化的电磁场),电磁振动方向垂直其传播方向,即电磁波属一种横波,因而光波也是一种横波。光波以其频率(v)或波长(入)为特征,光的速度与频率、波长具如下关系:
c=v入
式中,c为光速(2.9979x 10~~cm/s);v为光的频率(单位Hz,赫兹);入为光的波长(单 位nm,1nm=10-9gm)。波长有时也用波数万来表示,波数是单位长度内(cm)波的数目,与 波长久的关系为入=1厄。
整个电磁波为一广阔的区段,它包括波长较长的无线电波,直至波长较短的Y射线。将各种波长的电磁波按其波长顺序排列,即构成电磁波谱。


光的波动理论较好地解释了诸如干涉、衍射等宝石中常见的一些光学现象。
普朗克(1900)认为各种频率的光只能不连续地被发射和吸收,能量是不连续的,是量 子化的;基于光量子具有一定的能量、质量和运动速度,因而光具有粒子性。爱因斯坦指出, 不同频率的光子具有不同的能量,每个光量子具有AV的能量,并提出光的波粒二象性的重要关系式:
E=hv=hc/入 式中:c为光速;v为光的频率;入为光的波长;h为普朗克常数(等于6.63 x 10.34/J²s)。
鉴于宝石矿物中的电子属一种微观粒子,因而光的粒子性较好地解释了光的直线传播反 射、折射宝石颜色的成因及荧光、磷光等光电效应。