1.1光的解釋

光是一種能量形態(tài)，它可以從一種物體傳播到另一種物體而不需要任何物體
作為媒介。關(guān)于光的學(xué)術(shù)解釋大致分為三種:即輻射學(xué) 波動(dòng)學(xué)和量子學(xué)，而
對光的描述用波動(dòng)學(xué)則最為恰當(dāng)。
人們早已證實(shí)，光的本質(zhì)是電磁波，而人們可見的光波則是電磁波頻譜中很
小的一個(gè)波段，它的波長范圍在380 nm 到780 nm 之間，波長小于380 nm
的波又分別稱為紫外線 X射線和伽馬射線，而波長大于380 nm 的波則分別
稱為紅外線和無線電波。
在可見光的光譜中,從波長380 nm到780 nm,人們眼睛的顏色感覺則是:
由紫->藍(lán)->綠->黃->紅。
紫外線的波長范圍在1 nm-380 nm之間,紅外線的波長范圍在780 nm-1mm之間,
紫外線和紅外線又別分別稱為紫外輻射和紅外輻射，它們都不能被人眼感覺
到。波長小于320 nm的紫外輻射對生物組織有害。

1.2光的傳播

光的傳播速度
光在同一媒介中沿直線傳播,在不同媒介中,光的傳播速度是不同的,在真空中
的傳播速度為30萬公里/秒。
光在真空中的傳播速度與光在媒介中的傳播速度之比值稱之為該媒介的折
射率。

光的傳播速度=波長x頻率

光的頻率：
光每秒鐘波動(dòng)的次數(shù)，也可以定義為光每秒鐘通過某一固定點(diǎn)的波數(shù)。

不同波長的光，其頻率是不同的，而一波長的光在不同的媒介中其頻率是固
定的。但同一種光在不同的媒介中其波長是不同的。

光的鏡面反射定律
光在相對于其波長為光滑的界面上所產(chǎn)生的反射為鏡面反射。在鏡面反射的
情況下：
#入射線 反射線和過入射點(diǎn)的界面法線位于同一平面內(nèi)
#入射線和界面法線的夾角與反射線和界面法線的夾角相等，并分別位于法線
的兩側(cè)。

光的折射定律
光線穿過光滑界面進(jìn)入第二種媒介時(shí),其傳播方向遵循以下規(guī)律:
#入射線 折射線和過入射點(diǎn)的界面法線位于同一平面內(nèi)
#假設(shè)入射線和界面法線的夾角為B1,折射線和界面法線的夾角為B2,
入射光線所處的媒介的折射率為n1,折射光線所處的媒介的折射率為n2,則入射
線和折射線分別位于界面法線的兩側(cè)且:

n1*sin(B1)=n2*sin(B2)

光的全反射
光線由高折射率媒介進(jìn)入低折射率媒介,當(dāng)折射線的折射角B2達(dá)到90度時(shí),此時(shí)
入射線的入射角B1就被稱為折射零界角。
如果光線的入射角大于零界角時(shí),就不會(huì)有折射光線了,此時(shí)光線被全部反射了,
這種現(xiàn)象被稱為全反射。
光纖照明就是利用光的全反射原理設(shè)計(jì)的。

光的色散
媒介的折射率同光波的頻率有關(guān)，其效應(yīng)稱為色散。光的色散在光學(xué)儀器上得到應(yīng)用，如光譜儀等。

光的吸收
光在絕對真空中，能量不會(huì)被吸收，但在其他媒介中，光有可能轉(zhuǎn)化為熱能，也有能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能或其他能量形式，這種現(xiàn)象稱為媒介對光的吸收。某些材料，它可以讓特定波長的波通過而將其他波長的波吸收，利用這一特性便可制作濾光片在某種特定條件下，某些媒介對光的吸收為負(fù)值，光線通過該媒介時(shí)，光強(qiáng)會(huì)增加，當(dāng)然需要給該媒介補(bǔ)充額外的能量，這就是激光器的制造原理。

光的散射
光在不均勻的媒介中傳播時(shí)，無數(shù)雜亂無章的界面會(huì)對光進(jìn)行多次無序的反射和折射，這種現(xiàn)象稱為散射。

光的漫反射與漫透射
當(dāng)光線遇到某一媒介表面，該媒介表面的粗糙度與光的波長接近或略大于時(shí)光的波長時(shí)，光線便會(huì)向四面八方散開，散開的光線有的回到原媒介，稱為漫反射，有的進(jìn)入該媒介，稱為漫透射
光的偏振
光波有垂直于光傳播方向的電場,對每一個(gè)光波,都有一個(gè)由場方向和傳播方向組成的平面,那就是波的偏振面.大多數(shù)光源發(fā)出的光都是非偏振光,這種光波的扁振面是雜亂無章的。某些透明晶體僅對便振面在某一特定方向上的光波有透射，通過這種晶體透射出光，稱為偏振光。
汽車擋風(fēng)玻璃 照相機(jī)和攝像機(jī)的取景鏡頭 防眩光目鏡等都有利用光的便振原理。

光的干涉現(xiàn)象
當(dāng)兩個(gè)波長相同，相位固定的波相遇時(shí)，同相位的光波會(huì)相互疊加而異相位的光波則相互抵消，這種現(xiàn)象就是光的干涉。利用光的干涉原理，在照明應(yīng)用上，可以產(chǎn)生明暗相間的照明效果。

光的衍射
光線繞著障礙物邊緣發(fā)生彎曲的現(xiàn)象，稱為光的衍射光譜分析儀就是利用光的干涉和衍射原理制作的

光的量子理論
光的波動(dòng)學(xué)可以完美描述光的傳播過程，但不能正確解釋光的發(fā)射和吸收。于是便有了光的量子理論。當(dāng)光或其他形式的電磁輻射發(fā)射和吸收時(shí)，總含有被稱為量子的分立能量值，一個(gè)光能量的量子稱為一個(gè)光子，它所攜帶的能量與其頻率成正比。

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