本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。
如果你只能看見一種顏色那會怎麼樣？想像一下，比如說你只能看見紅色的東西，而其它所有東西對你來說都是隱形的。實際上，我們一直都是這樣生活的，因為我們的眼睛只能看到全光譜中微不足道的一部分。我們每天都被不同的色彩所包圍，但它們對人眼都是看不見的。從攜帶你最愛歌曲的無線電波，到醫生用來觀察人身體內部的X光線，還有可用來加熱食物的微波。
為了能夠理解它們是如何被叫做光的，我們需要知道一些關於什麼是光的問題。光就是電磁輻射，它既具有波的性質又具有粒子的性質。光波和海浪有些相似。波浪本身有大小之分，波浪就是一波一波衝上海岸，而且波浪只有在偶爾才會翻滾。波浪的大小叫作波長，波浪多久重複一次叫做波的頻率。想像你坐在海上的一艘船裡，船隨著波浪上下起伏。如果那天趕上的波浪有較長的波長，那麼海浪只會讓船偶爾上下起伏，或者說以較低的頻率。然而，相反的，如果是波長很短的波浪，波浪之間會靠的很緊，然後你就會感覺船在明顯地上下浮動，這就是以很高的頻率。
不同種類的光都是光波，只不過它們有不同的波長和頻率，以此來加以區別。如果你知道一種光波的波長或者頻率，那麼你就能知道這個光波的能量。波長長的光波有很低的能量，然而波長短的光波有很高的能量。這個記起來很容易，如果你想到自己在那艘船上，你去航海那天有波濤洶湧的海浪，你可能會消耗很多能量，避免被東西砸到而四處跑。但是在一個長波長的海面上，你只會晃一晃，會感覺很放鬆不怎麼消耗能量。
光的能量告訴了我們它是如何和事物相互聯繫的。舉個例子，我們的眼細胞。當我們看見事物的時候，是因為光的能量刺激了我們眼睛的感覺器官——視網膜。我們的視網膜只對一個比較小範圍內的能量比較敏感，所以屬於這一範圍內能量的光被叫做可見光。在我們的視網膜裡有很多特別的感覺器官——視杆細胞和視錐細胞。視杆細胞測量亮度，所以我們可以知道有多少亮光，視錐細胞負責我們看到的光的顏色。
因為不同的視錐細胞對不同能量光的感知度不同，有一些視錐細胞對那些波長很長和能量很低的光很敏感，還有一些視錐細胞對波長短、能量高的光更敏感。當光照射到我們的眼睛的時候，每一個視錐細胞能測量到多少能量，就標誌著我們大腦能接收到什麼顏色。我們看見的彩虹，事實上就是可見光根據本身能量的排序而形成的。在彩虹的最上邊是我們看到的低能量的紅光，另外一邊則是能量較高、我們所看到的藍光。如果光照著我們，那就有我們視網膜無法識別的能量，我們就不可能看見它。波長太短或者能量太高的光波會在它到達視網膜之前，被眼睛的表面吸收；而那些波長很長的光波，根本沒有能夠刺激我們視網膜足夠的能量。
光和光之間唯一的不同點就是它的波長。無線電波有很長的波長，然而X光射線有很短的波長。可見光，就是你現實可以看見的光，波長範圍介於兩者之間。雖然我們的眼睛無法看到可見光範圍之外的光，但我們可以創造特殊的探測器。它可以被其它波長的光刺激，有點像數字眼，這些器件可以幫助我們感應那些我們自己無法看見的光。
所以，退一步，先想想這一切，即使它們是不同的。從一堆劈啪作響的火焰中感受到的溫暖，和在一個美好天氣中太陽曬著你時的溫暖是一樣的；還有紫外線，我們塗防曬霜來保護自己不受它的傷害；一樣的事物還有你的電視、你的收音機，還有你的微波爐。這些例子都是地球上的事物，都是你每天要經歷的事情。但是，這裡還有一些更驚喜的事兒，我們的宇宙也散發著全光譜的光。
圖解：可見光譜只佔有寬廣的電磁波譜的一小部分。
試想一下，黑夜的天空你也許覺得是你的眼睛使你看到星星在閃，但那只是可見光，現在你該知道那只是全光譜中
很小的一部分光。如果我們只可以用可見光來描繪整個宇宙，這就好像只有一種蠟筆來畫畫，那很可悲。為了能看見全光譜中的宇宙，我們必須要有合適的眼睛，這就意味著要用特殊的望遠鏡來幫助我們看到可見光之外的光。也許你聽說過哈勃太空望遠鏡，也看到過它用可見光和紫外光拍攝的驚豔的照片。但是你也許不知道，在地球軌道上分布有20個太空望遠鏡，每一個望遠鏡的任務是看到全光譜的不同部分。
圖解：可見光波長的雷射
讓望遠鏡作為我們在外太空虛擬的眼睛，地球上的我們可以看到一些神奇的事物。然而最酷的事情是不考慮波長和能量，我們所能看見的遙遠宇宙的光，和我們在地球上所能體驗到的光是一樣的。因此，由於我們知道了X射線、紅外線、紫外線、微波在地球上的物理工作原理，我們可以研究一個遙遠恆星或星系的光，也就可以順理成章地知道在那裡發生了什麼事。
所以在日常生活中，在你所看到和看不到的時候去留意思考，只是了解關於自然世界的一點點，就可以幫助你一直感受到身邊的全光譜世界。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. xuanyu shi- Qiwen Lu-流星魂
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