人对于周围环境的大多数知识与周围的光直接相关。光分为自然光或人造光源。与光的相互作用可以处理为波或粒子，这与应用背景有关。德国**物理学家普朗克**引入了光子的概念，即光是由*小的能量而高度分离的波包组成的，用于解释称为黑体光源的理想发射体的光谱行为。光子的概念可以用于描述对视觉的物理刺激，光学辐射作用于生物的接收器上，基本上是入射的一个光子与接收体内的一个分子的作用。需要产生*低视觉响应的*小光子数与观测者的刺激变化有关，据科学家估计，产生*低视觉响应的约为6至9个。
人的视觉——光子与人眼中的吸收光接收器的分子相互作用，是人类*重要的活动之一。人类通过光的辐射和接收，很快获得周围环境的信息，并由此作出从情况安全到获取成果关键的决定。然而，并不是所有的光子都会产生相等的效果，只有波长范围约为(360～830)nm的光子才能有效地激发视觉的“感觉”。波长为λ的光子能量可用式(1)表示:
E(λ)=hc/λ (1)
式中:h=6.6256×10-34Js，是普朗克常数；c=299792458ms-1，是真空中光速。
某一频率ν的光子能量可以用式(2)表示:
E(ν)=hν (2)
上述公式给出了光子的波动和粒子性质之间的对应性。
1.光子与分子的相互作用
当一束光(多个光子)在介质中行进遇到不同的介质时，出射的光束与介质表面的性质有关:可能是透射、反射、吸收、折射、散射或衍射。由于光子与原子或分子的相互作用影响了光子通量的振幅和方向，由于光子是一个分立的、“不可再分的”辐射能量，它将全部能量传递到这个介质的单个原子或分子中，贡献给一个粒子输出事件的所有光子对于人的眼睛是不易察觉的。大块物质对这个分立光子通量的影响是给定相互作用过程量子效率的度量。例如，对一种理想的反射漫射材料，全波长的反射光子(输出事件)数等于入射光子数，这类理想的反射过程的量子效率等于1。理想的反射漫射体也是具有*大发光反射比值的理想白体。实际上，大多数材料会吸收、反射或透过不同频率的光子，这种通过观测物对入射光有选择的光谱反应，如果眼睛注视着离开物体的光，就能发生这类目视响应。为了理解这类现象，必须考虑光与眼睛结构的相互作用
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