什么是光?
光是一种电磁辐射,以电磁波的形式在空间中传播能量。从物理学角度,光同时具备波动性(产生干涉、衍射)和粒子性(光电效应、光子动量)。
在工程应用中,光学设计主要使用几何光学(光线追迹),将光视为无数条笔直传播的光线,研究其在界面处的反射与折射行为。
电磁波谱
无线电波1m ~ 10km通信
微波1mm ~ 1m雷达
红外线780nm ~ 1mm热成像
可见光380nm ~ 780nm人眼可感知
紫外线10nm ~ 380nm消毒
X射线0.01nm ~ 10nm医学成像
光的二象性
波动性
粒子性
光子流
光既是波也是粒子,两种模型在不同场景下各有优势
可见光谱
380nm 至 780nm 的电磁波能够刺激人眼视网膜,引起视觉反应
Visible Light Spectrum 可见光谱
380nm — 780nmUltraviolet
< 380nm
Violet
380-450nm
Blue
450-495nm
Cyan
495-520nm
Green
520-570nm
Yellow
570-590nm
Orange
590-620nm
Red
620-780nm
Infrared
> 780nm
Professional Depth 专业深度
人眼视网膜上的视锥细胞对不同波长的电磁波具有不同的敏感度。可见光(380-780nm)是电磁波谱中极窄的一段。在车灯设计中,我们重点关注主波长(Dominant Wavelength)和色纯度,以确保信号灯符合法规定义的色度区域(CIE 1931)。
Easy to Understand 通俗易懂
想象光是一群带着不同颜色“频率”的小精灵。频率高的像紫光,跑得飞快;频率低的像红光,步子迈得慢悠悠。在这个区间之外的,我们的眼睛就“接收不到信号”了,就像听不到超声波一样。
几何光学与波动光学
波动光学
研究光的波动特性,包括干涉、衍射、偏振等现象。
- 干涉镀膜
- 衍射光栅
- 偏振分析