Ánh sáng chỉ là một phần của rất nhiều loại sóng điện từ bay trong không gian. Những loại sóng này có cảtần suất và chiều dài, hai giá trị này giúp phân biệt ánh sáng với những dạng năng lượng khác trên quang phổ điện từ.[4]
Ánh sáng được phát ra từvật thểlà do những hiện tượng sau:
Nóng sáng: Các chất rắn và chất lỏng phát ra bức xạcó thể nhìn thấy được khi chúng được nung nóng đến nhiệt độkhoảng 1000K. Cường độ ánh sáng tăng lên và màu sắc bềngoài trở nên sáng hơn khi nhiệt độ tăng.
Phóng điện: Khi một dòng điện chạy qua chất khí, các nguyên tử và phân tử phát ra bức xạvới quang phổ mang đặc tính của các nguyên tốcó mặt.
Phát quang điện: Ánh sáng được tạo ra khi dòng điện chạy qua những chất rắn nhất định như chất bán dẫn hoặc photpho.
Phát sáng quang điện: Thông thường chất rắn hấp thụbức xạtại một bước sóng và phát ra trở lại tại một bước sóng khác. Khi bức xạ được phát ra đó có thể nhìn thấy được, hiện tượng được gọi là sựphát lân quang hay sựphát huỳnh quang.
Như có thể quan sát trên dải quang phổ điện từ ở Hình 3.1, ánh sáng nhìn thấy được thểhiện là một dải băng từtần hẹp nằm giữa ánh sáng của tia cực tím (UV) và năng lượng hồng ngoại (nhiệt). Những sóng ánh sáng này có khả năng kích thích võng mạc của mắt, giúp tạo nên cảm giác vềthị giác, gọi là khả năng nhìn. Vì vậy, để quan sát được cần có mắt hoạt động bình thường và ánh sáng nhìn thấy được.
Hình 3.1. Bức xạnhìn thấy được
Quá trình hấp thụ: là quá trình mà tại đó khi có một photon tương tác với vật chất thì một điện tử ở mức năng lượng cơ bản Ek sẽ nhận thêm năng lượng của photon (quang năng) và nhảy lên mức năng lượng kích thích Ei (hình 3.2a).
Quá trình bức xạtựphát: là quá trình mà các điện tửnhảy lên mức năng lượng kích thích Ei, nhưng chúng nhanh chóng trở về mức năng lượng cơ bản Ek và phát ra photon có năng lượng hν. Mỗi một bức xạtự phát ta thu được một photon. Hiện tượng này xảy ra không có sự kích thích bên ngoài và được gọi là bức xạ tự phát (hình 3.2b).
Quá trình bức xạkích thích: Nếu có một photon có năng lượng hν tới tương tác với vật chất mà trong lúc đó có một điện tử đang còn ở trạng thái kích thích Ei, thì điện tử này được kích thích và ngay lập tức nó di chuyển trở vềmức năng lượng cơ bản Ek và bức xạ ra một photon khác có năng lượng cũng đúng bằng ν h . Photon mới bức xạ ra này có cùng pha với photon đi đến và được gọi là bức xạkích thích (hay bức xạcảmứng) (hình 3.2c).