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光学是物理学最古老的分支之一。关于光的本质问题，历史上主要有牛顿的“微粒说”和惠更斯的“波动说”两种观点,到了近代麦克斯韦提出光是一种电磁波，普遍被人们所接受。实际上我们日常生活中指的可见光在极为宽阔的电磁波谱大家族中只占有很小的一部分，其波长范围处在380nm-770nm之间，包含了人眼可辨别的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，电磁波的长波方向是波长范围在微米量级至几十千米的红外线、微波及无线电波区域；它的短波端是紫外线、x射线、γ射线，其中γ射线的波长已小到可与原子直径相比拟。量子力学理论认为光是一种物质波，具有“波粒二象性”――既有波动性也有粒子性，光子能量越大粒子性越明显波动性越不明显，光子能量越小波动性越明显粒子性越不明显。在整个电磁波谱中，无线电波光子的能量＜微波光子的能量＜红外线光子的能量＜可见光光子的能量＜紫外线光子的能量＜X射线光子的能量＜γ射线光子的能量。