一、光的性质

光是物质运动的一种形式。光具有波一粒二象性，即光是一种以电磁波的形式运动着的光子流。光子具有动能，也具有质量。

各种光子能量的大小用以下公式表示：

E＝h · v

E－每个光子的能量，单位为尔格或电子伏特；

H－普朗克（Plank）常数，等于6.62·10^－27尔格/秒或4.13·10^－15电子伏特/秒；

v－光的振荡频率。

上述公式表明：光波频率愈高，光子的能量愈大。

二、光 谱

光谱是电磁谱的一部分，它包括可见光和不可见光两部分，不可见光包括红外线和紫外线（图8.1.1）。

三、光的基本理化学效应

能是物质运动的度量。各种物质对光能的吸收和蓄积必然伴随其运动形式的某种变化，从而产生各种理化学效应。其基本理化学效应如下：

（一）热效应　当吸收波长较长的光线（红外线和可见光）时，由于这部分光线的光子能量较小，主要是使受照射物质的分子或原子核的运动速度加快，因而产生热效应。

（二）光电效应　紫外线及可见光线（短波部分）照射可引起光电效应。产生光电效应的基本条件是每个光子的能量必须足以使电子从电子轨道上逸出。所以，红外线照射无论照射强度多大，因其光子的能量小，均不能引起光电效应。实验证明，紫外线及可见光线照射人体、动植物、金属和某些化学物质时，均可产生光电效应。

图8.1.1　电磁波谱

（三）光化学效应　物质吸收光子后，可发生各种化学反应。光子被吸收后可发生下列几种情况：（1）如果光子能量很大，超过原子或基团之间的键能，使键断开；（2）击出电子（光电效应），使原子变成带正电荷的离子；（3）电子跃迁到能量级高的轨道，处于受激状态，使原子或分子获得附加能量。

A＋h v＝A^*

这里A是未被激发的分子，A为处于受激状态的同一分子，h v是光线的光子能量。物质收光子后由于发生这些作用，而可继发产生各种化学反应。光化学反应可有以下几种类型：

同质异构化 AB^*＝BA

分解AB^*＝A＋B

置换AB^*＋C＝AC＋B

化合AB^*C＝ABC

敏化AB^*＋C＝AB＋C^*

聚合AB^*＋AB^*＝AB^*AB^*

光化学效应是光的生物学作用的重要基础和原发性反应的一个重要环节。

（四）荧光和磷光　某些物质吸收了波长较短的光能后可发出波长较长的光能（即继发的光能量低于原照射的光能量），荧光和磷光即属之。荧光即外界光线停止照射后，该物质所发的光也随之消失；磷光即外界光线停止照射时，该物质所发的光还持续一定时间。荧光和磷光主要是由于短波光线如紫光、紫外线、X线等照射引起的。