白光是混合光。
白光由:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这7种颜色的光组成。白光又称白色光、消色差光(achromaticlight)、无色光。热发光体热至1500℃时发出的可见光,实际为多种有色光混合光。
用白光进行成像时,除了每种单色光仍会产生五种单色像差外,还会因不同色光有不同折射率造成的色散,而使不同的色光有不同的传播光路,从而呈现出因不同色光的光路差别而引起的像差,称之为色像差(简称色差)。色像差因性质不同而分为位置色差和倍率色差两种。
白光的形成:
南极大陆终年被积雪覆盖,而积雪反射太阳光的能力很强,特别是刚下的雪,其雪面的反射率可达到95%。通常,雪面散射太阳光进入人的眼睛里,而不是直接反射太阳光进入眼中。
但是,在积雪表面微微下洼的地方,就有可能出现“白光”,这是由于这里反射的太阳光聚集得更集中,更强烈。
白光,从本质上来讲是一种电磁波。牛顿的三棱镜实验说明白光可以分解为彩色光带。颜色分别为红橙黄绿青蓝紫。白光是一种自然光,由红橙黄绿青蓝紫即七色光组成。1666年,牛顿用三棱镜研究日光,得出结论:白光是由不同颜色(即不同波长)的光混合而成的,对光学研究有着重大意义。
白光可以通过三棱镜折射出红橙黄绿蓝靛紫7种颜色光带。
光的本质是一种电磁波。所以白光也是一种电磁波。
光谱的范围,其实就是电磁波的范围
可见光的范围是很小的。波长范围是390到770纳米的可见光区。其他都是人眼所不能看见的光谱。
为什么在讲光的色散的时候,要讲这个电磁波的波普,想必现在大家就清楚了。因为色散所反映的波长范围,是电磁波波普范围的一小部分。
所以了解电磁波是什么对于我们后面的内容,至关重要。电磁波,是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场,具有波粒二象性。
电磁波伴随的电场方向,磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波。当其能阶跃迁过辐射临界点,便以光的形式向外辐射,此阶段波体为光子。
太阳光是电磁波的一种可见的辐射形态,电磁波不依靠介质传播,在真空中的传播速度等同于光速。电磁辐射由低频率到高频率,主要分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。人眼可接收到的电磁波,称为可见光(波长380~780nm)。
电磁辐射量与温度有关,通常高于绝对零度的物质或粒子都有电磁辐射,温度越高辐射量越大,但大多不能被肉眼观察到。
频率是电磁波的重要特性。按照频率的顺序把这些电磁波排列起来,就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话,它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。
最重要的一点,大家要知道电磁波是一种能量,是一种物质! 所以这也是我在上面总结光的全反射的时候说,绝对意义上的全反射是不存在的。
电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定,即S=E×H,其中s为坡印廷矢量,E为电场强度,H为磁场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系;即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能,单位是W/m2。
也就是说能量在运动和转移的过程中,必然转化和转移,虽然总量保持不变,但这意味着,射入的光,和反射出的光之间不是等号。所以全反射不存在。
我们还需要对光谱的产生方式和产生本质进行了解:光谱按产生方式,可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。
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