光的基本知識

1、光的基本知識光的基本知識光的特性光的特性1.光的定義光的定義光是一種自然現(xiàn)象，當(dāng)一束光投射到物體上時，光會發(fā)生反射、折射、干涉以及衍射等現(xiàn)象。人們之所以能夠看到客觀世界中斑駁陸離、瞬息萬變的景象，是因為眼睛能夠接收物體發(fā)射、反射或散射的光。就光的本質(zhì)而言是一種電磁波，覆蓋著電磁頻譜相當(dāng)寬（從X射線到遠紅外）的范圍，人類肉眼所能看到的可見光只是整個電磁波譜的一部他。電磁波刺激人的眼睛，經(jīng)過視覺神經(jīng)傳達到人的大腦，使人可以看到物體的形狀和顏

2、色，這段波長的電磁波稱為可見光，可見光的波長不同，人眼感覺到的顏色也不同。可見光的波長范圍在360～830nm之間，僅是電磁輻射光譜非常小的一部分。波長的范圍不同決定了各種不同波長光的性質(zhì)。780～380nm的光依次是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光，兩種顏色之間沒有明顯的分界。將全部可見光波混合在一起就形成日光，即白色光。波長大于780nm的電磁波是紅外線、微波和無線電波等。波長小于380nm的電磁波是紫外線、X射線和宇宙射線等。光以

3、約速度在空間傳播。由圖21可看出大部分電磁波都是肉眼看不見的。smX1038當(dāng)光通過某種物質(zhì)時如水或空氣，其傳播速度就會減慢。光在真空中的傳播速度和在媒質(zhì)中的傳播速度比值稱為該媒質(zhì)的折射率，在折射率不同的兩種媒質(zhì)的界面上。入射光線產(chǎn)生折射與發(fā)射現(xiàn)象。另外光在傳播過程中還會產(chǎn)生散射，漫反射、漫透射現(xiàn)象。波長0.001nm10nm200nm380nm780nm0.002nm1mm100KmX射線遠紫外線近紫外線可見光近紅外線遠紅外線無線電波

4、聲音顏色紫藍綠黃橙紅波長nm380～430430～490490～550550～590590～640640～780圖21電磁波的波譜人們通常所說的光是指：“可見光”，它是由光源發(fā)出的輻射能中的一部分，并能產(chǎn)生視覺效應(yīng)。從量子物理的觀點，光具有二重性：粒子性和波動性。單個光子呈粒子性，密集光子的集合衍射便呈現(xiàn)出波動性。所以，光是一種電磁輻射能，即電磁波，光線的方向也就是波的傳播方向。為了對輻射度量有比較清楚的認識，下面對各參量作一些簡要的說

5、明。①輻射能Q。能輻射的形式發(fā)射、傳播或接收的能量稱為輻射能，與其他任何形e式的能一樣，輻射能的法定計量單位是焦耳（J）。②輻射能密度。單位積內(nèi)的輻射能稱為光源的輻射能密度。用它的體密度來e?表示。其定義式為＝dQQdV（21）e?e式中，V為體積。輻射能密度單位是焦耳米（Jm）。33③輻射通量。單位時間內(nèi)輻射的總能量稱為輻射通量。輻射通量也可稱為輻射e?功率。其表示式為＝dQdt（22）e?e式中，dQ是在dt時間內(nèi)轉(zhuǎn)移的單元能量，輻

6、射通量的單位為瓦（1W＝1JS）。e④輻射強度。在單位立體角（一個錐體的頂端在球心上，底面積等于球半徑的e?平方，這錐體所包的立本角就叫做單位立休角）內(nèi)離開輻射源的輻射通量稱為輻射強度。其表達式為＝dd(23)e?e??式中，d為輻射源在d立體角內(nèi)所輻射出來的輻射通量。輻射強度的單位是瓦球面e??度（Wsr）。⑤輻射出射度。輻射體表面的單位面積內(nèi)所輻射的通量為輻射出射度。這是用e?來量度物體輻射能力的物理量。其表達式為＝dds(24)e