科学|为什么物体会发光？发光和温度有什么关系？
发光的本质是什么？
如果要排个物理学史上的科学家排行榜 ， 有三位仁兄是毋庸置疑的前三 ， 他们就是牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦 。 这三位大佬都属于凭借自己一个人之力就完成了一个伟大理论 。 其中 ， 牛顿提出了万有引力定律和力学三大定律；爱因斯坦提出了相对论；而麦克斯韦则是统一了电磁学 ， 他提出了麦克斯韦方程 ， 并且预言了电磁波的存在以及光是一种电磁波 。
也就是说 ， 我们肉眼看到的“光”本质上是电磁波大家族的一份子 ， 所以电磁波家族的其他成员某种程度上也可以被看成是“光” ， 只是我们肉眼看不到的光而已 。 那“光”和温度有什么关系呢？
科学家就发现 ， 在我们这个宇宙中 ， 凡是高于绝对零度（零下273.15度）的物体都会辐射电磁波（发光）；同时我们根据热力学第三定律可知：绝对零度是达不到的 。 于是 ， 我可以得出一个结论：宇宙中所有的物体都在“发光” ， 只不过大部分的“光”是我们肉眼看不到的 ， 只有一小部分“光”是我们肉眼看得到的 ， 也就是可见光 。
举个例子 ， 人体就是时时刻刻辐射电磁波 ， 这个电磁波属于红外波段 ， 所以我们肉眼看不到 。
即便黑洞这样的“怪物” ， 由于自身引力特别大 ， 连光都逃不出黑洞的“手掌心” ， 但是黑洞也是会向外辐射电磁波的 ， 这也被称为黑洞蒸发 ， 也叫作霍金辐射 ， 因为这是由物理学家霍金等人提出来的 。
除此之外 ， 之前著名的“黑洞照片”中的光实际上也是科学家后来绘制上去的 ， 它发出的射线实际上是我们肉眼看不到的 。
按照目前的主流科学理论 ， 宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸 ， 这次大爆炸产生的余温如今还在 ， 是遍布全宇宙的背景辐射 ， 被称为宇宙微波背景辐射 ， 温度是2.72K ， 只比绝对零度高2.7度 。
所以 ， 并不是温度高到一定程度才会有发光 。 而是只要有温度 ， 就会有“光” 。 只是不同的温度对应的“光”是不同的 。 温度较低的物体辐射出来电磁波属于微波 ， 波长较长 ， 能量较小 ， 而温度高的物体辐射出来的电磁波波长会更短 ， 能量会更大 。
以地球大气受热为例
就拿太阳来说 ， 太阳辐射是地球能量的主要来源 ， 太阳表面的温度达到了5000~6000摄氏度 ， 它辐射出来的电磁波主要是可将光波段和紫外线 。 所以 ， 大部分的太阳光是我们肉眼可见的 。
太阳辐射的电磁波到达地球后 ， 会被地球的大气层削弱50% ， 这其中主要包括反射和散射 ， 还有一部分是被大气层中的臭氧和二氧化碳所吸收 ， 吸收的紫外线部分 。 剩余的太阳辐射会透过大气层 ， 直达地球表面 ， 地球接收了这部分电磁波 ， 同时也会向外辐射 ， 但是地表的温度更低一些 ， 辐射出来的电磁波属于微波 ， 也就是波长较长、能量较低的电磁波 。 这部分电磁波就是我们肉眼看不到的 。 同样地 ， 地表辐射出来的电磁波也会有一部分被大气所吸收 ， 大气层也会升温 ， 同时辐射出电磁波 ， 由于温度也不高 ， 所以大气辐射的也是波长较长的电磁波 ， 这也被称为大气逆辐射 。
总结
通过地球的大气受热 ， 你应该就能够看出不同的温度下 ， 辐射出的电磁波是不一样的 ， 温度越高 ， 辐射出来的电磁波能量越大 ， 波长越短 。
如果我们只聚焦到可将光波段 ， 温度越高 ， 对应的就是越往蓝色端的火焰 ， 也就是蓝色或者紫色火焰 ， 如果温度还要更高一些 ， 那就会辐射出紫外波段的电磁波 ， 而我们肉眼看不到；温度越低 ， 对应的就是越往红色短的火焰 ， 如果温度还要更低一些 ， 那就会辐射出红外波段的电磁波 ， 我们肉眼也看不到 ， 人体辐射出来的就是属于温度较低的红外波段的电磁波 。
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