神秘的光
你是否懼怕過黑暗？光在白天幾乎無處不在，世界呈現出五彩繽紛的樣子。當夜晚到來，在沒有燈光和月光的環境下，一切顏色盡失，只有無邊的黑暗圍繞在你的周圍。
人類是如此依賴光的生物，光對我們的生存至關重要，我們還通過它來探索宇宙和微觀世界。通常我們說的“光”或“可見光”，是波長在400~700納米範圍之間，可被人眼感受到的的電磁輻射。
從整個電磁波的頻率範圍來看，可見光只是一個極其狹窄的範圍。但就是在這個極其狹窄的範圍裡，我們通過眼睛，感受到世間萬象。
可見光在電磁輻射的一個很狹窄的頻率範圍內
因為不同顏色的光在玻璃中的折射率不同，所以由各種單色光組成的白光經過三稜鏡的時候被分開
地球上最主要的光源是太陽，也是整個生物界絕大部分能量的來源。在人類進入電氣時代後，燈光驅散了黑暗，改變了整個地球夜晚的面貌。
NASA 2012年拍攝的地球夜景
光有幾個基本的屬性概念：
- 光的速度：光速是30萬公里/秒，它是如此之快，以至於人們很難察覺它的傳輸過程。
- 反射：月亮之所以發光，是它反射了太陽光。光滑的表面（如鏡子），會向一個方向反光。
- 折射：光在某些材料中的傳播比其他材料更慢。速度變化會導致光線改變方向。這種方向變化稱為折射。這個現象導致游泳池的底部看上去比實際的要淺一些。
- 光照強度：指單位面積上所接受可見光的能量，簡稱照度。使用勒克斯（Lux或lx）作為計量單位。
- 光通量：光源在單位時間內發出的光量稱為光源光通量，使用流明（lm）作為計量單位。
我們的眼睛是如何看到光的
為了看到事物，必須有光。要麼物體本身發光，要麼光線照在物體上，然後反射回我們的眼睛。我們的眼睛對某種稱為可見光的光敏感。人眼屬於自然界中被稱為“ 相機型眼睛 ” 的眼睛。就像鏡頭將光聚焦到膠片上一樣，眼睛中的角膜、晶狀體等組成的結構，會將光聚焦到稱為視網膜的感光膜上。 虹膜和瞳孔則會根據環境光的強度，像相機的光圈一樣，通過調整瞳孔的大小來調整進光量，避免“過渡曝光”。
人眼的基本構造
由於是單鏡片結構的晶狀體，所以投射在視網膜上的圖像實際上是倒像，但經過我們的大腦“處理”後，我們感受的畫面又變成正像。
那視網膜又是如何把光線轉換為圖像呢？
視網膜裡兩類重要的感光細胞，是我們能“看見”的關鍵傳感器
光線經過眼球到達最內層的視網膜，視網膜就相當於人眼這臺相機的核心感光部件。數以百萬計的感光細胞就內嵌在視網膜中。這些細胞主要分為兩類：視錐細胞和視杆細胞。視錐細胞可以感知顏色和精細細節，視杆細胞則可以在弱光環境下實現單色視覺（光銘感度比視錐細胞高大約500~1000倍）。人眼的視網膜，大約分佈了1.2億個視杆細胞和大約600萬個視錐細胞。
這些視覺細胞，將接收到的光線，轉換為電信號，並通過視神經傳遞給大腦，最終由大腦處理變成我們看到的圖像。
我們的眼睛是極精密光學設備，請小心愛護，謹慎使用。
光線傳感器的工作原理
常見的光線傳感器（又叫環境光傳感器）和人眼的視杆細胞作用類似，主要用作檢測環境光的的亮暗級別。傳感器通常都是基於半導體的光電效應原理（光電效應的原理是在高於某特定頻率的電磁波照射下，某些物質內部的電子會被光子激發出來而形成電流。）開發，主要部件通常為光電晶體管。這個光電晶體管能通過光線的強度級別來檢測有多少電流通過電路，因此，若傳感器位於一個黑暗空間，它就只能夠允許很小的電流通過；若檢測到一個明亮的光線，則它就會允許一個大電流通過。通過和另一電阻串聯，輸出電阻的分壓值，便能將變化的光信號變換為變化的電信號，並從模擬口輸出。
光線傳感器的應用
光線傳感器已經廣泛應用在手機、筆記本電腦、顯示屏幕、電視等需要自動調節屏幕背光亮度的地方。
公共場所或公路的智能燈，在天色變暗的時候自動開啟，天色變量的時候自動關閉。
越來越多的智能家居系統，都開始使用帶光線傳感器的設備，來獲取環境光的數據對燈光等設備進行智能控制。
實戰：製作一個亮度提醒器
本實戰，參考柴火創客教育《智能家居 上冊》 第5課 智能電燈。
課程展示使用了柴火創客教育 Grove Zero （後面簡稱G0）模塊的 開源電子入門綜合學習套件 ，G0 便捷的磁吸設計，讓我們不用任何連線，就可以讓模塊直接連接工作。
下面，我們將製作一個自動燈裝置：當光線傳感器偵測到光的強度大到一個設定數值時，讓可調彩燈亮紅燈，否則就熄滅可調彩燈。
使用4個模塊進行磁吸連接，這個裝置就可以運作了。
接下來使用 CodeCraft （支持G0的圖形化編程軟件）進行編程，設置光線強度大於150，讓可調彩燈常亮紅燈，否則熄滅。
將程序上傳到藍牙主控後，開啟電源開關，就可以進行測試了。嘗試使用光源照射進行測試。
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