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可见光

补充:0  浏览:8250  发布时间:2012-10-12
  可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分,可见光谱没有精确的范围;一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400到700纳米之间,但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555纳米的电磁波最为敏感,这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁波辐射来讲都是不透明的,只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他生物能看见的光波范围跟人类不一样,例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段,对于寻找花蜜有很大帮助。
波长范围和频率范围
  可见光的波长范围在770~350纳米之间。波长不同的电磁波,引起人眼的颜色感觉不同。770~622nm,感觉为红色;622~597nm,橙色;597~577nm,黄色;577~492nm,绿色;492~455nm,蓝靛色;455~350nm,紫色。
  相对应的,可见光的频率在3.9X10^14~8.6X10^14Hz之间。
实验背景
  1666 年,英国科学家牛顿第一个揭示了光的色学性质和颜色的秘密。他用实验说明太阳光是各种颜色的混合光,并发现光的颜色决定于光的波长。下图列出了在可见光范围内不同波长光的颜色。
  不同波长光线的颜色(见图)
  为对光的色学性质研究方便,将可见光谱围成一个圆环,并分成九个区域(见图),称之为颜色环。
  颜色环上数字表示对应色光的波长,单位为纳米(nm),颜色环上任何两个对顶位置扇形中的颜色,互称为补色。例如,蓝色(435 ~480nm )的补色为黄色(580 ~595nm )。
特性
  通过研究发现色光还具有下列特性:
  (1)互补色按一定的比例混合得到白光。如蓝光和黄光混合得到的是白光。同理,青光和橙光混合得到的也是白光。
  (2)颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻两侧的两种单色光,甚至可以从次近邻的两种单色光混合复制出来。如黄光和红光混合得到橙光。较为典型的是红光和绿光混合成为黄光。
  (3)如果在颜色环上选择三种独立的单色光。就可以按不同的比例混合成日常生活中可能出现的各种色调。这三种单色光称为三基色光。光学中的三基色为红、绿、蓝。这里应注意,颜料的三原色为红、黄、蓝。但是,三原色的选择完全是任意的。
  (4)当太阳光照射某物体时,某波长的光被物体吸取了,则物体显示的颜色(反射光)为该色光的补色。如太阳光照射到物体上,若物体吸取了波长为400 ~435ntn 的紫光,则物体呈现黄绿色。
辐射
  可见光辐射又称光合有效辐射。太阳辐射光谱中0.40~0.76微米波谱段的辐射。由紫、蓝、青、绿、黄、橙、红等7色光组成。是绿色植物进行光合作用所必须的和有效的太阳辐射能。到达地表面上的可见光辐射随大气浑浊度、太阳高度、云量和天气状况而变化。可见光辐射约占总辐射的45~50%。
云图
  卫星观测仪器在可见光波段感应地面和云面对太阳光的反射,并把它显示成一张平面图象,即为可见光云图。图像的黑白程度是表示地面和云面的反照率大小,白色表示反照率大,黑色表示反照率小。一般说来,云愈厚,其亮度较亮。如果太阳光的照明条件一样,对同样厚的云来说,水滴云比冰晶云要亮。如大厚块的云,尤其是积雨云,为浓白色;中等厚度的云(卷层云、高层云、雾、层云、积云等)为白色;大陆上薄而小块的云区(如晴天积云)为灰白色等。
应用
遥感技术
  可见光遥感( visible spectral remote sensing )是指传感器工作波段限于可见光波段范围(0.38——0.76微米)之间的遥感技术。
  电磁波谱的可见光区波长范围约在0. 38~0.76微米之间,是传统航空摄影侦察和航空摄影测绘中最常用的工作波段。因感光胶片的感色范围正好在这个波长范围,故可得到具有很高地面分辨率和判读与地图制图性能的黑白全色或彩色影像。但因受太阳光照条件的极大限制,加之红外摄影和多波段遥感的相继出现,可见光遥感已把工作波段外延至近红外区(约0. 9微米)。在成像方式上也从单一的摄影成像发展为包括黑白摄影、红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影及多波段摄影和多波段扫描,其探测能力得到极大提高。可见光遥感以画幅式航天摄影机的应用为标志的航天摄影测量很有发展潜力。
通信技术
  可见光通信技术,是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的,将要传输的信号连接在照明装置上,在接收端前端加一个光电转换装置,插入电源插头驱动照明装置工作即可使用。利用这种技术做成的系统可实现在室内照明的同时,进行信息传输,因而具有广泛的开发前景。
注意事项
  有人说物体的颜色是物体吸收了其它色光,反射了这种颜色的光。这种说法是不对的。比如黄绿色的树叶,实际只吸收了波长为400 ~435urn 的紫光,显示出的黄绿色是反射的其它色光的混合效果,而不只反射黄绿色光。

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