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自然界中的光——来源篇
文/韩柏光
一般常见的自然光现象通常是由来自太阳或月球的光与大气、云、水、灰尘、和其他粒子相互作用。一个常见的例子是彩虹，是来自太阳的光被水滴折射和反射形成的。
图：影响自然光现象的各种元素
首先，我们看看自然界中，能主动发出光的“来源”。
核聚变产生的光
1太阳光宇宙中所有恒星都在进行核聚变产生光，对地球生物影响最大的是太阳。太阳表面温度是K，生产全光谱型的光，阳光中除了可见光，还有大量的高能紫外线和红外线成分。
图：太阳的光芒
2星光远离太阳系的恒星到达地球的光较少，以星星的方式存在，数量巨大的星星在夜空中产生了肉眼可见的银河和其他星座。
图：星空和银河系
由于地球周围包围着厚厚的大气层，大气的疏密程度不均匀，而且是在不断运动变化的，因此被大气折射的星光方向也不固定，所以星光会闪烁不定，像眨眼睛一样。
燃烧与高温产生的光
1流星流星雨被肉眼观测到，是由于流星和地球大气摩擦产生高温发光。
图：流星划破夜空
2火山地球上由于地壳运动，地下的熔岩喷出来形成火山喷发，由于熔岩温度极高，会伴随着非常高的亮度和火一样的颜色。
图：火山喷发
3火焰在自然界中，由于雷电、自燃等原因，火一直存在着，火是动物界感到恐惧的力量之一，学会使用火也是人类进入文明社会的标记。
因为火本身燃烧温度的不同，火苗各个位置的温度不同，燃烧物的特征光谱不同，所以不同的火会发出各种不同的光色。
图：燃烧的火焰
4“鬼火”发光相比于一般的火，“鬼火”属于低温燃烧，产生的光也以比较窄的特征光谱形式出现。
动物体的骨骼里含有较多的磷化钙，躯体在地下腐烂，发生着各种化学反应。磷转化为磷化氢，他的燃点很低，在常温下与空气接触便会燃烧。磷化氢沿着地下的裂痕冒出到空气中燃烧，发出蓝色的光，这就是磷火，也就是人们所说的“鬼火”。
图：“鬼火”的样式
电离、放电产生的光
1闪电闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象（一般发生在积雨云中）
图：立体交错的雷电
2极光而地球的极光，来自地球磁场和太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）产生。极光常出现于纬度靠近地磁极地区上空，一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时变化。极光产生的条件有三个：大气、磁场、高能带电粒子。这三者缺一不可。
图：极光现象
矿物荧光
古时候著名的夜明珠俗称为萤石，从固体物理学角度矿物性“夜明珠”的基体材料都是无机盐类晶体中的激活晶态磷光体。
矿物内的电子在外界能量的刺激下，会由低能状态进入高能状态，当外界能量刺激停止时，电子又由高能状态转入低能状态，这个过程就会发光。萤石在日光灯照射后可发光几十小时，这种光相对微弱，白天看不见，夜里看很亮。
另外，紫外线，高能的紫光和深蓝色光都可能激发自然界中的荧光物质，使之发光。
图：矿物质夜光
生物荧光
1发光水母水母发光靠的是一种叫埃奎林的神奇的蛋白质，这种蛋白质遇到钙离子就发出较强的蓝光。水母也只是海洋发光生物中较为常见的一种，还有发光乌贼等，不过很少形成大面积的视觉冲击。
图：海滩上水母形成的发光带
2萤火虫萤火虫有专门的发光细胞，在发光细胞中有两类化学物质，一类被称作萤光素，另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP，并与氧气发生反应，反应中产生激发态的氧化荧光素，当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子。反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，反应效率为95%，甲虫也因此而不会过热灼伤。人类到目前为止还没办法制造出如此高效的光源。
萤火虫不仅发光，而且会使用各种闪光进行彼此交流，大量的萤火虫群集出现形成了非常科幻效果的自然光现象。
图：萤火虫尾部发光
3蕈蚊蕈蚊原产自澳大利亚和新西兰，它们的幼虫会产生照亮洞穴的幽光。虽然大多数物种都将生物发光作为防御捕食者的手段，但是蕈蚊幼虫借助内部化学反应的发光来吸引猎物。
图：洞穴里如星空般的蕈蚊发光
4荧光蘑菇早起的鸟儿有虫吃，晚上开“灯”的蘑菇则更可能“儿孙满堂”。在风媒被大大削弱的巴西丛林底部，荧光蘑菇用闪耀的荧光为自己的繁衍另辟蹊径。漆黑中的荧荧绿光，似乎在述说着“浮夸”背后那精打细算的生存之道。
图：夜晚发光的蘑菇
5发光树（假蜜环菌）发光树是一种能够在夜晚或者是阴暗环境下发出微光的植物。在我国及世界各地均有分布，如江苏发光树，贵州省月亮树，非洲照明树、魔蜡烛树，美洲蜡烛树、蜡烛胡桃。
发光植物一般不是自身发光，而是靠树上生长的“亮菌”。其中比较典型的是假蜜环菌，它靠分解和吸收树木的纤维素和木质素为营养，进行生长繁殖。假蜜环菌的初生菌丝体能发出淡蓝色或者绿色的亮光。
图：植物自身不发光，因假蜜环菌寄生发光
韩柏光
广州朗文光电技术总监
朗文全球设计支持中心首席设计师
华人照明设计师协会CLDA专业会员
IALD国际照明设计师协会Affiliate会员
云知光照明学院专业作者
自然界的光自然是美的人造光是否也如自然界的光一般？
照明神器在手，你就能知晓
???
