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一些光学的基本知识 光學原理---什麼是光? 波長和光譜 色溫(Tc) 顯色性 Light transmission LED原理 光學原理---什麼是光? 光是輻射的電磁波 光有波動和粒子的特性 在同一種介質內,光是以恒定速度沿直線傳播。 光在真空中的速度為300,000 千米/秒 --這是光最高的絕對速度 --在介質中傳播速度均低於這個速度 重要公式: 真空中的光速: c = 3 x 10^8m/s 頻率: ν(赫茲) 波長: λ=c / ν(m) 能量: E = h ν(J) 普朗克(普朗克) 常數: h = 6.6261 10-34 J.s 波長和光譜 波长指沿着波的传播方向，在波的图形中相对平衡位置的位移时刻相同的相邻的两个质点之间的距离。 光發出的頻率可確定波長。 人的眼睛對發出的波長很敏感,而波長又可確定光的顏色。 波長和光譜 一系列的波長構成了光譜 波長和光譜 光學頻譜只是電磁波頻譜中很小的一部分 而可見光的頻譜,只是光學頻譜中很小的一部分 波長和光譜 可見光的頻譜範圍是從380納米 到780納米， 顏色從紫色到紅色平滑過渡 紫外線C ( 遠紫外): 100到280納米 紫外線B ( 中紫外): 280到315納米 紫外線的A ( 近紫外): 315到400納米 ( 與可見光頻譜部分重疊) IR A ( 近紅外): 780到1400納米 IR-B ( 中紅外): 1.4到3 μm IR-C ( 遠紅外): 高達1毫米的3 μm 波長和光譜 紫外線C 從太陽發出 -〉對地球上生物損害極大 幾乎全部被大氣層吸收 紫外線C 從燈發出-〉清潔空氣和水( 殺菌) 紫外線C+ 氧氣=臭氧. 紫外線B 從太陽發出-〉能穿過大氣層 紫外線B 可引起皮膚癌 紫外線A 從太陽發出-〉可曬黑皮膚 紫外線A 從燈發出-〉光線療法,光照室,... 紫外線A+ 螢光材料=可見光 色溫(Tc) 黑体是一个能吸收所有落在其表面的辐射能量的理想物质，因此它是一个理想的吸收器和理想的辐射发射器 发射的光谱分布，取决于它的温度。 以绝对温度K来表示,即将一标准黑体(如:铁)加热,温度升高到一定程度时颜色开始由深红-浅红-橙黄-白-蓝,逐渐改变,利用这种光色变化的特性,某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温. 色溫(Tc) 不同色温下的光色： 1、低色温：色温在3300K以下，光色偏红给以温暖的感觉；有稳重的气氛，温暖的觉；当採用低色温光源照射时，能使红色更鲜艳。 2、中色温：色温在3000--6000K为中间，人在此色调下无特别明显的视觉心理效，有爽快的感觉；所以称为中性色温。当採用中色温光源照射时，使蓝色具有清凉感。 3、高色温：色温超过6000K，光色偏蓝，给人以清冷的感觉，当採用高色温光源照时，使物体有冷的感觉 色溫(Tc) 常见照明灯具所採用的色温: 卤素灯 3000k钨丝灯 2700k高压钠灯 1950-2250k蜡烛光 2000k 金属卤化物灯 4000-4600k 冷色营光灯 4000-5000k 高压汞灯 3450-3750k 暖色萤光灯 2500-3000k 晴空 8000-8500k 阴天 6500-7500k 夏日正午阳光 5500k 下午日光 4000k 顯色性 光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性,也就是颜色逼真的程度.显色性高的光源对颜色表现较好,我们所见到的颜色也就接近自然原色,显色性低的光源对颜色表现较差,我们所见到的颜色偏差也较大。 Light transmission Absorption Refraction Reflection Total Internal reflection Scattering Light transmission 反射(Reflection) * * x ? ? y 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.90 770 580 570 560 510 520 550 530 540 500 490 480 380 ? wavelength (nm) 600 20 000K 10 000K 7000K 5000K 3000K 2000K A D65 Light source Interface1:面吸收+反射+折射 Rubber 內:吸收+散射 Interface2:面吸收+反射+折射 Rubber 空氣 光在界質傳播的過程中,由於界質光學特性的影響,會發生吸收,折射, 反射,散射等光學現象,以下針對這些光學現象進行介紹 光通過介質後出現的出射光強小於入射光強的現象稱為吸收(Absorp