发光的本质是什么？
如果要排个物理学史上的科学家排行榜，有三位仁兄是毋庸置疑的前三，他们就是牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦。这三位大佬都属于凭借自己一个人之力就完成了一个伟大理论。其中，牛顿提出了万有引力定律和力学三大定律；爱因斯坦提出了相对论；而麦克斯韦则是统一了电磁学，他提出了麦克斯韦方程，并且预言了电磁波的存在以及光是一种电磁波。
也就是说，我们肉眼看到的“光”本质上是电磁波大家族的一份子，所以电磁波家族的其他成员某种程度上也可以被看成是“光”，只是我们肉眼看不到的光而已。那“光”和温度有什么关系呢？
科学家就发现，在我们这个宇宙中， 凡是高于绝对零度（零下273.15度）的物体都会辐射电磁波（发光）； 同时我们根据 热力学第三定律 可知： 绝对零度是达不到的 。于是，我可以得出一个结论： 宇宙中所有的物体都在“发光” ，只不过大部分的“光”是我们肉眼看不到的，只有一小部分“光”是我们肉眼看得到的，也就是可见光。
举个例子，人体就是时时刻刻辐射电磁波，这个电磁波属于红外波段，所以我们肉眼看不到。
即便黑洞这样的“怪物”，由于自身引力特别大，连光都逃不出黑洞的“手掌心”，但是黑洞也是会向外辐射电磁波的，这也被称为黑洞蒸发，也叫作霍金辐射，因为这是由物理学家霍金等人提出来的。
除此之外，之前著名的“黑洞照片”中的光实际上也是科学家后来绘制上去的，它发出的射线实际上是我们肉眼看不到的。
按照目前的主流科学理论，宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸，这次大爆炸产生的余温如今还在，是遍布全宇宙的背景辐射，被称为宇宙微波背景辐射，温度是2.72K，只比绝对零度高2.7度。
所以，并不是温度高到一定程度才会有发光。而是只要有温度，就会有“光”。只是不同的温度对应的“光”是不同的。 温度较低的物体辐射出来电磁波属于微波，波长较长，能量较小，而温度高的物体辐射出来的电磁波波长会更短，能量会更大 。
以地球大气受热为例就拿太阳来说，太阳辐射是地球能量的主要来源，太阳表面的温度达到了5000~6000摄氏度，它辐射出来的电磁波主要是可将光波段和紫外线。所以，大部分的太阳光是我们肉眼可见的。
太阳辐射的电磁波到达地球后，会被地球的大气层削弱50%，这其中主要包括反射和散射，还有一部分是被大气层中的臭氧和二氧化碳所吸收，吸收的紫外线部分。剩余的太阳辐射会透过大气层，直达地球表面，地球接收了这部分电磁波，同时也会向外辐射，但是地表的温度更低一些，辐射出来的电磁波属于微波，也就是波长较长、能量较低的电磁波。这部分电磁波就是我们肉眼看不到的。同样地，地表辐射出来的电磁波也会有一部分被大气所吸收，大气层也会升温，同时辐射出电磁波，由于温度也不高，所以大气辐射的也是波长较长的电磁波，这也被称为大气逆辐射。
总结通过地球的大气受热，你应该就能够看出不同的温度下，辐射出的电磁波是不一样的，温度越高，辐射出来的电磁波能量越大，波长越短。
如果我们只聚焦到可将光波段，温度越高，对应的就是越往蓝色端的火焰，也就是蓝色或者紫色火焰，如果温度还要更高一些，那就会辐射出紫外波段的电磁波，而我们肉眼看不到；温度越低，对应的就是越往红色短的火焰，如果温度还要更低一些，那就会辐射出红外波段的电磁波，我们肉眼也看不到，人体辐射出来的就是属于温度较低的红外波段的电磁波。
但这一切都是由一个前提条件的，那就是宇宙中所有的物质都会辐射电磁波，除非这个物质可以达到绝对零度的情况，但这在目前的物理学理论框架下是不被允许的。
实际上，所有物体都会发光，或者说，只要是绝对零度以上的物体都会发光。我们人类观察到的有些物体温度高到一定程度就会发光只不过是发光的光波频率进入到了可见光的波段，因而我们的眼睛可以观察到而已。
要理解这些东西，需要了解几个基本概念:
黑体黑体 是理论上的一种理想物体，它不反射或者透射任何光。但是黑体自身可以发出热辐射，也就是“发光”。黑体会因为加热而发光（发射光子辐射），并随着温度的升高而发射不同频率的光子。假设黑体这种理论性的概念，主要是为了探讨热力学的一些问题，因为不用考虑黑体的反射和透射等复杂的情况。当然，在现实世界中，是不存在黑体这种东西的。
上图：被加热的铁钉，透出红光。
所以我们就可以用“黑体”来描述物体因为受热而发光的情况，这类似于我们用“刚体”来描述物体受力的情况一样。
前面说了，黑体温度越高，其发光的波长就越短，频率就越高。而 色温 就是利用了黑体这一规律来描述光的色彩的一个量。因为我们没办法给所有的色彩都取一个名字，因此我们可以用一个数量来描述无穷的色彩。
色温就采用了黑体在不同的温度下辐射出的光子的颜色的那个温度值作为描述颜色的方法。色温的范围即从绝对零度(0K)开始，向上可以上升到温度的上限（这个上限可能是哈格多恩温度，大约是2万亿K，此温度下夸克直接转化为能量）。
色温的范围也说明了，任何物体只要温度高于绝对零度，就会辐射出光子，它们与黑体的差异只在于它们可能还会反射环境的光子。
我们看到金属在加热时发红，并不是说是金属加热到某个温度才开始辐射光，而是金属在低温时辐射的光子的频率低于红色光。因为红色光是我们的视觉能够感知的光的下限，金属在更低的温度下只能辐射红外光，甚至远红外光，这些光我们无法看到，但并不能说那金属就没有发光。
上图：一个简化的黑体辐射谱（不是彩虹旗）
如果有专业的仪器，我们甚至可以在0度以下探测到金属发出的光，只是这探测仪器恐怕需要非常灵敏才行。
这是因为， 光的本质 实际上就是电子振动所辐射出来的电磁场能量。或者说光子就是电子所产生的 静电场振动所产生的时空的涟漪 （这类似引力波是物质振动所产生的时空涟漪）。只要电子有振动，就会释放光子，而且无论多么微弱也是光啊。
而 温度的本质 ，实际上就是多个原子接受机械动能之后产生的集体振动，这种振动的能量会在原子之间传导，在宏观上就形成“热”效应。
但这种振动并 非简单地是原子之间的刚性碰撞 ，因为原子核外的电子还会被这种动能扰动，发生能量的转储过程，即部分电子因为外部动能的干扰而“脱轨”（专业术语叫“激发”），
电子被激发的后果就是电子会“出轨”到更外层的轨道，然后导致原子的电场发生扰动。由于原子核外层的电子就像弹簧一样，一旦被扰动，它是会想“弹”回去的。于是电子必须把接收到的动能释放掉，才能落回原来的“轨道”（实际上是电子壳层），正好由于电场被扰动，相当于给能量通过电场释放开出了一个口子——光子被顺水推舟地产生出来了，在瞬间就带着能量飞了出去。电子也就回归本位了。
“热”实际上是一种宏观的统计学效应， 温度 是热强度的度量，需要多个原子其意义才存在，如果只有一个原子，这种振动就失去了相对性的意义，也就不存在振动。
所以， 热，是一切物体发光的根本原因。 而绝对零度是上述振动消失的理想状态，是不可能达到的，因此现实中就没有不发光的物体。即便是黑洞，由于引力原因光无法逃脱，但黑洞仍然在向外辐射能量，只是这种辐射非常微弱，而且黑洞的质量越大其辐射越微弱。一个太阳质量的黑洞，其色温为0.06172x10^-6K，已经极度接近绝对零度。
上图：黑洞发光的原理——霍金辐射。
除此之外，我们再找不到不发光的物体。就连宇宙本身，根据大爆炸理论，和我们观测到的宇宙微博背景辐射，我们也可以认为我们感受到的宇宙的温度是2.725k，相较于黑洞，算是 “温暖” 的了。
上图：宇宙微博背景辐射上的“冷点”。
所以我们人类，以37摄氏度的体温生活在这个宇宙之中，就算是很明亮的物体了，因为宇宙的绝大部分物体可能都非常“冷”，光线非常弱。
认为物体要加热到一定才发光是一个误解。一切物体都在发光，包括黑洞和宇宙在内，没有例外。
答：我们平常说的发光，是指物体发出可见光，但可见光只是电磁波中极其狭窄的一个波段；热力学和量子力学指出，任何物体都会向外辐射电磁波，也就是热辐射，辐射电磁波的波长与温度有关，大约在500 ~800 时，辐射最大值落在可见光区域。
热力学指出，任何高于绝对零度的物体，都会向外辐射电磁波，温度越高，单位时间内辐射出来的总能量也就越大，最高能量密度对应的波长也越短。
从微观层面上看，温度的本质是微观粒子（比如原子、分子等等）的不规则运动，由于原子中有带正电荷的原子核，以及带负电荷的电子，粒子的不规则运动会导致微观粒子磁矩发生变化，从而向外损失能量，也就是外向辐射电磁波。
理论上，热辐射对应的波长可以从零到无穷大，这主要与物体的温度有关，可见光的波长为380nm~780nm，属于电磁波中非常狭窄的一个波段，低于380nm和高于780nm的电磁波我们都无法肉眼看见。
比如红外线测温仪，就能检测红外线波段（760nm~1mm），以此判断出物体的温度，但是我们肉眼却看不见；太阳光中的紫外线（100nm~400nm）会对皮肤造成伤害，我们肉眼也看不见紫外线。
物体热辐射是有规律的，物理学中一个理想的黑体严格遵循黑体辐射定律，或者叫做普朗克辐射定律，其公式为：
生活中很多物体可以近似看做黑体，比如一个铁块，我们对铁块进行加热，根据公式我们很容易知道：
1、温度达到500 ，铁块热辐射最大值进入可见光区域；
2、当温度大于800 后，辐射最大值移出可见光区域，但是由于辐射总量在增加，所以可见光区域依然保持了足够高的辐射功率。
导致的情况就是，我们对一个铁块从0 进行加热，低于500 时铁块显示它本身的颜色，大于500 后，铁块变得暗红，然后逐渐赤红，再变黄白，这就是很多物体加热后会发光的原因。