光源產生的光子從何而來？

每當打開電燈，隨之就會有亮光發射出來。那麼，這些光子是哪裡的呢？光源是如何產生光子的呢？

光即是能量

此前人們使用最普遍的電燈是鎢絲燈，電流通過鎢絲電阻加熱鎢絲，鎢絲的溫度將會升高到2500攝氏度，由此發出亮光。然而，爲什麼物體被加熱後會發光呢？而且，如果熱的物體確實會發出光，爲什麼人類和其他溫血動物在一個完全黑暗的房間裡很看到呢？

認爲它們不夠熱，這是有一定道理的。畢竟，溫血動物的體溫只有幾十度，而發出亮光的鎢絲的溫度達到了上千度。事實上，溫血動物確實會發光，但由於它們的熱量微不足道，所以發出的可見光亮度不夠。因此，那些光並不是“可見的”，只能用過儀器探測到，比如紅外夜視儀。

然而，僅僅把這歸咎於能量的大小是不對的。要知道，LED燈或熒光燈不像白熾燈那麼熱，但它們同樣很亮。那麼，光子究竟是如何被製造出來的呢？

光子

光是電磁波，光子被描述爲電磁場的激發。根據麥克斯韋電磁場理論，激發電場，反過來又會激發磁場，接着又會重新激發電場，如此反覆。那麼，第一下激發需要什麼呢？

那就是電子。在原子核外圍，電子可以處在不同的能級。當激發電子時，例如，給電燈通電加熱鎢原子，電子就會吸收能量躍遷到更高的能級。然而，這種狀態是不穩定的，大自然尋求穩定。爲此，電子會躍遷回原來甚至更低的能級。當一個電子向低能級躍遷時，原子就會發出一個光子。當大量的電子同時向低能級躍遷時，就會發出大量的光子，所以鎢絲燈可以發出亮光。

產生的光有的是肉眼可見的，有的看不見的，這取決於電磁波的頻率或光子的能量。根據頻率或者波長的不同，電磁波可分爲7大類。人類的眼睛只能感知到其中一種，所以它被稱爲可見光。

這就是爲什麼溫暖的身體產生的光不能被人類的眼睛所探測到，但可以通過紅外設備來檢測。無線電波通過我們的手機傳輸和接收的情況也是如此。在可見光譜之外，還有頻率更短的紫外線、X射線和伽馬射線，恆星和其他非常高能的現象，如類星體、超新星和中子星碰撞，都會釋放出這些電磁波。

無論通過加熱還是電來激發電子，產生的光不會什麼區別，光的頻率取決於電子躍遷的能級差。因此，更多的熱量不一定意味着更多的光。僅僅因爲這個原因，與熒光燈相比，白熾燈浪費了大量的熱能，其效率是非常低的。在熒光燈中，電流通過含有氬氣和水銀蒸汽的管道來激發電子。

總之，當一個電子吸收能量受到激發之後將會變得不穩定，爲了恢復穩定的狀態，電子就會從一個更高的能級躍遷到一個較低的能級，由此就會輻射出一個光子。