Nguồn phát ánh sáng khả kiến Ánh sáng khả kiến bao gồm chỉ một phần rất nhỏ của toàn bộ phổ bức xạ điện từ,
nhưng nó chứa vùng tần số duy nhất mà các tế bào hình que và hình nón của mắt
người phản ứng được. Bước sóng mà con người bình thường có thể nhìn thấy được
nằm trong một vùng rất hẹp, khoảng chừng giữa 400 và 700 nanomét. Con người
có thể quan sát và phản ứng lại sự kích thích tạo ra bởi ánh sáng khả kiến là do mắt
người có những đầu dây thần kinh đặc biệt nhạy với vùng tần số này. Tuy nhiên,
phần còn lại của phổ điện từ thì không nhìn thấy được.

Có rất nhiều nguồn phát ra bức xạ điện từ, và người ta thường phân loại theo phổ
bước sóng mà các nguồn phát ra. Các sóng vô tuyến tương đối dài được tạo ra bởi
dòng điện chạy trong các ănten phát thanh truyền hình khổng lồ, còn sóng ánh sáng
khả kiến ngắn hơn nhiều được tạo ra bởi những xáo trộn trạng thái năng lượng của
các electron tích điện âm bên trong nguyên tử. Dạng ngắn nhất của bức xạ điện từ,
sóng gamma, là kết quả của sự phân rã các thành phần hạt nhân ở tâm nguyên tử.
Ánh sáng mà con người có thể nhìn thấy (hình 1) thường là tập hợp nhiều bước
sóng có thành phần thay đổi tùy theo nguồn phát.
Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta bị “oanh tạc” dữ dội bởi phổ bức xạ điện từ,
chỉ một phần nhỏ của nó chúng ta mới thực sự “nhìn thấy” dưới dạng ánh sáng khả
kiến. Khi mạo hiểm bước ra ngoài trời thì một lượng khủng khiếp ánh sáng khả
kiến đập vào người chúng ta được phát ra từ Mặt Trời; Mặt Trời cũng tạo ra nhiều
tần số bức xạ khác không rơi vào vùng khả kiến. Còn khi ở trong nhà, chúng ta lại
tắm mình trong ánh sáng khả kiến phát ra từ các nguồn sáng nhân tạo, chủ yếu là
bóng đèn volfram nóng sáng và đèn huỳnh quang.
Ban đêm, ánh sáng tự nhiên được tạo ra bởi các thiên thể, như Mặt Trăng, các hành
tinh và các sao, ngoài ra còn có cực quang định kì (ánh sáng phương Bắc), và thỉnh
thoảng có sao chổi hoặc sao băng. Những nguồn sáng tự nhiên khác gồm có tia
chớp, núi lửa, lửa cháy rừng, cộng với một số nguồn phát sáng hóa sinh (phát
quang sinh học). Các nguồn sáng sinh học gồm có ánh chớp lập lòe của đom đóm

bản của chúng. Màu của ngọn lửa là một dấu hiệu của nhiệt độ và lượng năng
lượng được giải phóng. Ngọn lửa màu vàng đục thì lạnh hơn nhiều so với ngọn lửa
màu xanh chói, nhưng thậm chí ngọn lửa lạnh nhất thì vẫn còn rất nóng (chừng 350
độ C).

Mặc dù nhựa thuốc lá và giẻ rách được dùng để tạo ra những bó đuốc sơ khai,
nhưng bước tiến thiết thực đầu tiên trong việc điều khiển lửa chỉ xuất hiện khi đèn
dầu được phát minh. Những ngọn đèn sơ khai đã hơn 15.000 năm tuổi (hình 2)
được phát hiện, làm từ đá và mai động vật, chúng đốt cháy mỡ động vật và dầu
thực vật. Trước khi đèn khí được phát minh, có một nhu cầu khủng khiếp về dầu
động vật. Nguồn cấp chủ yếu loại dầu này là mỡ động vật khai thác từ việc nấu sôi
các mô chất béo lấy từ động vật biển, ví dụ như cá voi và hải cẩu. Đèn dầu sau
cùng tiến hóa thành những ngọn nến, chế tạo bằng cách đúc mỡ động vật hoặc sáp
ong đông cứng, như minh họa trong hình 2. Những ngọn nến buổi đầu phát ra một
chút khói, nhưng không sáng lắm. Cuối cùng, người ta phát hiện thấy sáp parafin,
khi đổ khuôn thích hợp với một bấc vải dễ thấm, sinh ra ngọn lửa tương đối sáng
mà không có lượng khói đáng kể.
Trong thế kỉ 19, việc thắp đèn khí thiên nhiên trở nên phổ biến ở nhiều đô thị chính
tại châu Âu, châu Á và Mĩ. Những ngọn đèn khí buổi đầu hoạt động bằng cách tạo
ra một dòng khí cháy (một việc làm khá nguy hiểm), còn các mẫu đèn sau này
được lắp thêm măng sông, hoặc một mạng vải mịn đã qua xử lí hóa học, chúng làm
phân tán ngọn lửa và phát ra ánh sáng sáng hơn nhiều.
Các nhà hiển vi học buổi đầu sử dụng nến, đèn dầu, và ánh sáng Mặt Trời tự nhiên
để cung cấp sự chiếu sáng cho các hệ quang cụ tương đối thô trong kính hiển vi
của họ. Các nguồn sáng ban sơ này chiếu sáng không đều, khi lập lòe, khi bùng
phát rực rỡ, và thường tiềm ẩn mối nguy hiểm về lửa. Ngày nay, các bóng đèn
nóng sáng cường độ cao đế bằng volfram là nguồn sáng chủ yếu dùng trong kính
hiển vi hiện đại và chiếm đa số trong các hệ thống chiếu sáng gia đình.

Hình 3 biểu diễn các đường cong phân bố phổ biểu thị năng lượng tương đối theo

bị đun nóng bởi năng lượng điện. Dây tóc của các bóng đèn hiện đại thường làm
bằng volfram, một kim loại có hiệu suất phát sáng tương đối hiệu quả khi bị đun
nóng điện trở bằng dòng điện. Các đèn nóng sáng hiện đại có nguồn gốc từ đèn hồ
quang carbon do Humphry Davy phát minh, chúng tạo ra ánh sáng bằng sự phóng
điện hồ quang giữa hai que than (hoặc các điện cực dây tóc) khi thiết đặt một hiệu
điện thế giữa các điện cực. Rốt cuộc, đèn hồ quang carbon đã mang tới những
chiếc đèn đầu tiên sử dụng dây tóc carbon chứa trong một vỏ bao thủy tinh hàn kín.
Dây tóc volfram, được sử dụng trước tiên vào năm 1910 bởi William David
Coolidge, bốc hơi chậm hơn nhiều so với sợi carbon có nguồn gốc cotton khi bị
nung nóng trong chân không của vỏ thủy tinh. Dây tóc hoạt động như một điện trở
đơn giản, và phát ra một lượng đáng kể ánh sáng, ngoài năng lượng nhiệt phát sinh
bởi dòng điện.
Đèn volfram nóng sáng là vật bức xạ nhiệt phát ra phổ ánh sáng liên tục trải rộng
từ khoảng 300nm, trong vùng tử ngoại, tới gần 1400nm, trong vùng hồng ngoại.
Cấu trúc, việc chế tạo và hoạt động của chúng rất đơn giản, và có rất nhiều chủng
loại đèn này được dùng làm nguồn nóng sáng. Loại đèn tiêu biểu gồm một bóng
thủy tinh hàn kín (xem hình 4), bên trong chứa đầy một chất khí trơ, và một sợi dây
tóc bằng volfram hoạt động mạnh mẽ khi có dòng điện đi qua. Bóng đèn tạo ra một
lượng rất lớn ánh sáng và nhiệt, nhưng ánh sáng chỉ chiếm có 5 đến 10% tổng năng
lượng mà chúng phát ra.
Đèn volfram có xu hướng kém tiện lợi, ví dụ như cường độ của nó giảm theo tuổi
thọ và nó làm đen vỏ đựng bên trong do volfram bốc hơi chậm lắng trở lại thủy
tinh. Nhiệt độ màu và độ chói của đèn volfram biến thiên theo hiệu điện thế áp
dụng, nhưng giá trị trung bình cho nhiệt độ màu biến thiên trong khoảng từ 2200K
đến 3400K. Nhiệt độ bề mặt của dây tóc volfram lúc hoạt động rất cao, thường
trung bình khoảng 2550 độ C đối với một bóng đèn thương mại chuẩn 100 watt.
Đôi khi bên trong bóng đèn volfram chứa các chất khí quý tộc như krypton hoặc
xenon (chất khí trơ), chúng là một sự chọn lựa nhằm tạo ra chân không để bảo vệ
dây tóc volfram nóng bỏng. Các chất khí này làm tăng hiệu suất của đèn nóng sáng