人的身體真的會發光嗎下午4點時發光最強?

侯爵 | 2009-8-31 20:19:43

1樓

　抓萤火虫的孩子心中大多有一个疑问，我们为什么不能像萤火虫一样发光（资料图片）
　　最近，一则新闻报道称：，而且光的强度在一天内还会起伏波动，发光最弱的时候是上午10点，发光最强的时候是下午4点，之后逐渐变弱。这些发现显示，发光和我们的生物钟有关，最可能与我们的代谢节律在一天中的波动状况有关。面部发光比身体其他部位发出的光更多。这可能是因为面部比身体的其他部位日晒更多，它们接受了更多的阳光照射，肤色中的黑色素有荧光成分，这可能会增加光的“产量”。
　　难道人也能够跟夏夜萤火虫一样，发出闪烁的光芒吗？听起来有些不可思议。如果能够发光，为什么平时我们没有看到过呢？人体又是怎样发出光来的呢？奇人异事
　　人体要想发光必须具备什么样的条件
　　要了解人体到底是否能发光，先要了解光究竟能在什么样的条件下产生。记者采访了南京师范大学物科院光学研究专家王鸣教授。
　　王鸣教授说，光是能量的一种传播方式，自身能够发光的物体就被叫做光源。这个道理在初中物理课本中就已经提到。
　　光的形成其实就是来自于电子的振动。我们知道，物质都是由原子组成的，而原子又是由原子核和电子组成，不同原子的电子数量有多有少。这些电子在原子核外是不停运动的，并且有着各自的轨道。打个比方，就和卫星绕地球运转一样。每个电子都占据一个自然轨道，但如果激发原子，就能将其电子移至更高的轨道。每当电子从更高的轨道返回正常轨道时，就会产生光子，这个过程也就是跃迁。在从高能量返回正常能量的过程中，电子会散发具有特殊特征的光子，即一个能量包。光子的频率或颜色与电子返回的距离完全一致。奇人异事
　　说白了，光就是物质中的电子从一个轨道跳到另一个轨道的过程中产生的一种能量。但是，是否只要有电子运动就能发光呢？如果仅此而已，那么人似乎也是满足条件的，因为人的身体里也有电子存在的。
　　不过王鸣教授又说，没有这么简单，要发出光来，还要满足很多条件，而且不同的光产生的条件也不同。在我们人眼能够识别的光线中，可以看到赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，正是这七种颜色造就了大自然五颜六色的美丽景象。但在物理学家的眼里，这七种光只是代表不同波长、不同频率的光而已，而且还只是所有光谱中的一小部分。
　　王鸣说，不同颜色的光都有不同的频率和波长，比如我们人眼能看到的可见光的波长范围就是380-780nm（纳米），频率在384-769THz（太赫兹）之间。超出这个范围的光我们就看不到了，比如说红外线、紫外线等，红外线的波长因为比可见光的长，而紫外线的波长比可见光的短，所以我们都看不到。奇人异事
　　物体的温度不同，热辐射能所产生的光的波长就不同，光的颜色就不一样。比如可见光中的红光，因为它的波段最长，频率最小，在一些物质发热发光时，红光是最先产生的，所以我们看到物体发光时最先看到的就是红色，比如白炽灯泡，如果是可调控亮度的那种，在亮度最小时，我们看到里面的钨丝是先变成红色，然后越来越亮，最后基本成为白光了。这是因为灯泡里的温度越来越高，激发了原子活动更频繁。
　　而红光是可见光，在可见光之前，还有其他很多波长更长的光线可能已经存在了。比如红外线，只是我们看不到而已。
　　那么，是否意味着只要加温，物体就会发出光来呢？那么人体是否也可以通过加温的方式加速电子运动，从而产生光来呢？
　　人体能通过加温来发光吗
　　英国科学家席利斯特里在他的著作《光学史》里，记载过一个患甲状腺病的人身上的汗腺就会发光。那个人在剧烈的体力劳动之后，皮肤发光特别强烈，在黑暗中，他的衬衣好像被火焰笼罩着似的。是否因为这个人通过劳动使得皮肤温度升高了，所以发出光来了呢？
　　而同样的，这次日本科学家的研究发现，人发光最弱的时候是上午10点，发光最强的时候是下午4点，之后逐渐变弱。是否意味着早上刚醒来，人还没有运动过，而下午正是一天工作忙碌的高潮阶段，所以发光就强烈了呢？
　　但王鸣解释，人体的温度就算升高，也不过只有1-2℃而已，而火光在呈现红色时物质的温度在800-1000℃左右，这时核外电子的速率在红色、橙色频率附近，所以核外电子跃迁时辐射出橙红色的光。而白炽灯其光色显得白亮时的灯丝温度在2500℃左右。人体平常温度也就在37-38℃，所以仅靠温度来发光还没那么容易。
　　那么是否还有别的方式，不用通过加温就使得物体发光呢？
　　物体不加温是不是也能发光呢
　　王鸣说，加热发光只是发光的一种形式。在自然界中，光源主要分为两种，一种是热光源，一种是冷光源，这两种光源都能产生光，但它们产生的方式各不相同。奇人异事
　　热光就是从热辐射能所产生的光。也就是说通过加温来发光，当物体具有一定的温度就能够辐射一定的能量。这是因为当物质温度高于环境温度，其原子核外电子的速率就会升高，速率较高的核外电子就发生跃迁运动，向外辐射一定频率的电磁波。物质的温度越高，核外电子的速率就高，电子跃迁所辐射的频率就越高，于是我们就看到了热物质的发光。就好比一锅冷水，通过加温而沸腾，光就好比开锅时那些往外溢的沸水。
　　而冷光的产生条件就和热光不同了。在我们生活中，冷光源也有很多，最常见的就是我们生活中常用的日光灯，日光灯用手触摸所感觉到的温度是没有白炽灯高的，所以在触摸白炽灯时一定要小心，而日光灯直接用皮肤触摸也不用担心烫伤。
　　这是因为冷光在普通温度下也能发出来，冷光是物质通过原子的辐射跃迁所发出来的光线。但在这里进行的辐射跃迁运动没有热光产生时那么激烈。冷光是物质通过光、电或化学等其他能量来转换，将物质中原子从基态激发到高能态，再通过辐射跃迁，从而产生光来，而不是通过加热来产生光。
　　冷光与核外电子运转的速率无关，也就是电子运转的速度没有发生多少变化，只是振动的频率、振幅等发生了变化，所以发光时不会伴有强烈的发热，但也能发光。再拿一锅冷水比喻，这次不是通过加热，而是往水里扔一块大石头，石头扔进去后也会有水往外溢出，但水温却没有发生变化。
　　这两种发光方式，热光源一般是多种频率共存的，所以热光源的发光效率很低。白炽灯仅有7－13％的电能变成了可见的光，其余电能成了不可见的光和热。而冷光因为能量主要都用于发光了，没有多少热能，所以节约很多能源。