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    普及可見光相關知識與曆史

    發布時間:2023-02-01 15:15:20  

    可見光(Visiblelight)是人類可見的電磁波,其波長範圍一般為360-400nm~760-830nm,電磁波譜又稱可見光譜(Visiblespectrum),其頻率範圍為830-750THz~395-360THz。這個範圍因人而異,有些人甚至可以看到310nm紫外光或11000nm近紅外光。

    普及可見光相關知識與曆史

    光和可見光通常指的是相同的含義,但光也指紅外光、紫外光,X光。

    單波長可見光稱為單色光,粉紅色或洋紅色等不飽和光由多個單色光組成。視力正常的人對波長約為555納米的可見光最敏感,位於光譜的綠光區域。

    可見光穿透地球大氣層的大氣窗,這也是人眼能識別這個波段的原因之一。

    可見光譜曆史

    1704年,牛頓提出牛頓色環,顯示音符對應的顏色。

    13世紀,羅傑·培根提出,彩虹的形成過程類似於透過玻璃或水晶的光。17世紀,牛頓發現棱鏡可以分解和重組白光,並在光學作品中寫下了這一發現。

    早期對光譜的兩種解釋來自艾薩克·牛頓的光學和歌德的色彩學。牛頓首先在1671年的光學實驗描述中使用了光譜這個詞(代表拉丁語中的外觀和圖像)。牛頓觀察到一束陽光從一個角度射入玻璃棱鏡,部分反射,部分穿透玻璃,呈現不同的色帶。牛頓假設陽光是由不同顏色的小顆粒組成的,這些不同的顏色在穿透物質時有不同的前進速度。紅光的速度比紫光快,導致穿過棱鏡後紅光的偏差(折射)小於紫光,產生各種光譜。

    牛頓將光譜分為紅色、橙色、黃色、綠色、藍色、靛藍和紫色七種顏色。根據古希臘哲學家的想法,他選擇了這七種顏色,並與音符、太陽係已知的七顆行星連接起來,每周7天。然而,人眼對靛藍頻率的敏感性實際上相對較差,一些具有正常顏色識別能力的人說,他們無法區分靛藍和紫色。因此,一些專家,如艾薩克·阿西莫夫和其他人都建議靛藍不應該被視為顏色,它隻是藍色和紫色的不同區間。有證據表明,牛頓提出的靛藍不同於現代定義,藍色是藍色,靛藍是藍色。

    在18世紀,歌德在他的色彩學中提到了光譜,歌德使用光譜來代表陰影。哥德聲稱連續光譜是一種複合現象,而牛頓則認為僅限可見光譜是一種單獨的現象,哥德觀察到了更廣泛的部分,他發現沒有光譜範圍,如紅色、黃色和藍色邊界是白色的,在邊界區域會有色光重疊。在19世紀,由於紅外和紫外線的發現,可見光譜的概念更加清晰。1802年,楊第一次測量了不同顏色可見光的波長。

    可見感知

    人眼可見光的範圍受大氣層的影響。大氣層對大多數電磁波輻射不透明,隻有可見光波段和無線電通信波段等少數例外。許多其他生物可以看到的光波範圍與人類不同。例如,一些昆蟲,包括蜜蜂,可以看到紫外線波段,這對尋找花蜜非常有幫助。

    光譜不能包含所有人眼和大腦都能識別的顏色,如棕色、粉色、紫色等,因為它們需要混合各種光波來調節紅色的厚度。

    可見光的波長可以穿透光學窗口,即可以穿透地球大氣層而衰減較少的電磁波範圍(藍光散射嚴重於紅光,這就是為什麽91视频污污污看到天空是藍色的)。人眼對可見光的反應是一種主觀的定義方法(見CIE),然而,大氣層的窗口是通過物理測量來定義的。可見光窗之所以被稱為可見光窗,是因為它隻覆蓋了人眼可見光譜。接近紅外線(NIR)窗戶正好在人眼可見區外,中波長紅外線(MWIR)和遠紅外線(LWIR,FIR)遠離人眼可見區段。

    可見光源

    可見光的主要自然光源是太陽,主要的人工光源是白熾物體(尤其是白熾燈)。它們發射的可見光譜是連續的。氣體放電管也發射可見光,其光譜是分離的。通常使用各種氣體放電管和濾光片作為單色光源。

    光譜色

    眾所周知,彩虹光譜包括所有單波長的可見光,即純單色光。雖然是連續光譜,但相鄰兩種顏色之間沒有明顯的邊界,但上述波長範圍是常用的近似值。

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