中国投资网 百科 潜望镜利用了光的什么原理(消毒卡有用吗?它的原理是什么)

潜望镜利用了光的什么原理(消毒卡有用吗?它的原理是什么)

散射光的原理和应用;

直射到摄影师身上的阳光被云层遮住了,但还是能看到向四面八方发射的“光”。其实我们看到的是周围发出的光产生的散射光。这种散射光产生美丽的“光芒四射”的视觉效果。

散射是一种普遍存在的光学现象。当光通过各种混浊介质时,一部分光会改变原来的传播方向,向各个方向发散,沿原来入射或折射方向传播的光束会被削弱。即使不面对入射光束的方向,人们也能清楚地看到这些介质散射的光。这种现象就是光的散射。

在光学的定义中,散射是指由于介质中的微小粒子(异物)或分子对光的作用,使光束偏离原来的传播方向而向四周扩散的现象。

近景拍摄看大功率激光管的工作状态;

测试了一米长的高功率氦氖激光器。应该说激光强度很强,但由于实验室是洁净环境,散射光很弱,发射的激光束根本看不到。要想看到激光束,就得在它经过的位置吸烟,但实验室严禁吸烟。

前面的例子示出了只有当散射源——和混浊介质——存在时才发生散射。

另外,即使仔细去除所有杂质,也就是在非常纯的气体或液体中,分子热运动引起的介质密度波动也会导致折射率不均匀,发生散射。虽然散射强度远小于廷德尔散射,但这种现象仍然普遍存在。光在这种纯物质中的散射叫做分子散射。

实验证明,非常小的异物(异物的线性度远小于入射光的波长)产生的散射和分子散射的散射定律与大颗粒异物(丁达尔散射)不同,其散射强度与入射光的波长有关,即散射强度与光波波长的四次方成反比,这就是瑞利散射定律。这种散射也称为瑞利散射。在瑞利散射中,由于蓝光的波长较短,其散射强度比波长较长的红光强,因此散射光中的成分较多。

另外,即使仔细去除所有杂质,也就是在非常纯的气体或液体中,分子热运动引起的介质密度波动也会导致折射率不均匀,发生散射。虽然散射强度远小于廷德尔散射,但这种现象仍然普遍存在。我们称光在这种纯物质中的散射为分子散射。

丁达尔散射和瑞利散射的区别是我们能看到蓝天白云的根本原因。

可见光的波长范围是400纳米(蓝紫色)到700纳米(红色)。红光的波长是蓝光的1.75倍。其四次方约为9.38倍。也就是说,在可见光范围内,波长短的蓝紫光的散射强度接近波长长的红光的十倍。摄影的话,要超过三次曝光(三次曝光8倍)。

空气状况好的时候,也就是空气比较干净,悬浮尘埃比较少的时候,主要的散射是瑞利散射,散射光中蓝色成分比较多。这就是期待中的蓝天白云。而在一些城市,尤其是空气污染严重的大城市,由于空气中充满了线性较大的悬浮尘粒,此时的散射光很大一部分是廷德尔散射产生的,是白色的。因此,天空是白色的。

白光包含从红色到蓝色和紫色的各种光。太阳光穿过大气时会发生散射,主要是与光的波长有关的瑞利散射。在这种散射的作用下,短波长(蓝光)成分被散射掉,透射光中长波长(红光)成分较多。红光在透射光中的比例与光穿过大气层的距离有关。从下图中,我们可以看到阳光在早晨穿过大气层的旅程

另外,生活在地球上看天空,造成昼夜差异的原因也是大气的散射。如果没有散射,白天看到的天空会和晚上看到的一样,星星在黑色的背景上闪闪发光。唯一不同的是,在黑色的背景上有一个非常明亮的太阳明亮地照耀着。这不是幻想。事实上,宇航员从太空中看到过这种现象。而且因为地球被大气层包围,宇航员从太空看地球,看到的是一颗美丽的“蓝色星球”。

当散射粒子的线性度较小时(主要是瑞利散射),散射光为偏振光。因此,在摄影中可以使用偏光滤镜来增强蓝天白云的效果。因为偏光滤镜过滤掉了一部分白光,让所有蓝色的偏振散射光通过,所以天空的蓝色更蓝,白云显得更暗,产生了非常好的效果。

早晨的薄雾和河面上的水汽产生的散射光,让画面感觉像是一个童话场景。雾是由许多微小的水点形成的,可以产生大量的散射光。因此,笼罩在薄雾中的景物可以清晰地区分前景、中景和远景,从而表现出空间的纵深感。此外,薄雾可以遮盖混乱的背景,有利于突出画面中的主要意象,提高作品的表现力。

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