光在生活中有什么作用
發(fā)布時間:2019-11-19 04:03:00 點(diǎn)擊次數(shù):
光沿直線傳播的前提是在同種均勻介質(zhì)中.光的直線傳播不僅是在均勻介質(zhì),而且必須是同種介質(zhì).光在兩種均勻介質(zhì)的接觸面上是要發(fā)生折射的,此時光就不是直線行進(jìn)了.
用波動學(xué)解釋光的傳播:傳播途中每一點(diǎn)都是一個次波點(diǎn)源,發(fā)射的是球面波,對光源面(一個有限半徑的面積)發(fā)出的所有球面波積分,當(dāng)光源面遠(yuǎn)大于波長時結(jié)果近似為等面積、同方向的柱體,即表現(xiàn)為直線傳播,實(shí)際上也有發(fā)散(理想激光除外).比如手電發(fā)出的光有很明顯的發(fā)散.光源面越大,光的單色性越好,發(fā)散越不明顯.當(dāng)光源半徑與波長可比擬時積分時的近似條件不成立,積分結(jié)果趨向球面波,即表現(xiàn)為衍射.
光是直線傳播(均勻介質(zhì)中)的,但當(dāng)光遇到另一界質(zhì)(均勻介質(zhì))時方向會發(fā)生改變,改變后依然緣直線傳播.而在非均勻介質(zhì)中,光一般是按曲線傳播的.以上光的傳播路徑都可以通過費(fèi)馬原理來確定。
光通常指可見光,即指能刺激人的視覺的電磁波,它的頻率范圍為:3.9×1014——7.6×1014赫之間.這只是整個電磁波譜中范圍極小的一部分.在更廣泛的意義上講,光應(yīng)包括頻率低于3.9×1014赫的紅外線和頻率高于7.6×1014 赫的紫外線.
發(fā)射(可見)光的物體叫做(可見)光源.太陽是人類最重要的光源.可見光源有熱輻射高壓光源(如白熾燈)、氣體放電光源(如霓虹燈、熒光燈)等.
熱輻射光源是利用熱輻射來發(fā)光的.由熱輻射理論可知,溫度越高,發(fā)光效率也越高.白熾燈是愛迪生于1879年首先試制成功的.他選擇熔點(diǎn)高的碳做材料,制成碳絲,密封在抽成真空的玻璃管內(nèi),通以電流,碳絲就發(fā)熱發(fā)光.由于碳易揮發(fā),工作溫度不能超過2100K.后來,選用熔點(diǎn)稍低于碳,但不易揮發(fā)的鎢做材料,工作溫度可達(dá)2400K,從而提高了發(fā)光效率.現(xiàn)代熱輻射的新光源有碘鎢燈、溴鎢燈,發(fā)光效率還要高。
氣體放電光源是利用電子在兩電極間加速運(yùn)行時,與氣體原子碰撞,被撞的氣體原子受激,把吸收的電子動能又以輻射發(fā)光形式釋放出來,這叫做電致發(fā)光.不同氣體受激發(fā)光的頻率不同,利用這點(diǎn)可制成各種顏色的霓虹燈。
有的氣體放電光源,玻璃管中充的氣體受激發(fā)射的是不可見光.如水銀蒸氣在電場中受激發(fā)射的就是紫外線.我們可在玻璃管內(nèi)壁上涂熒光粉,紫外線射到熒光粉上,再激發(fā)出可見光來,日光燈就是采用這一原理制成的.日光燈是電致發(fā)光和光致發(fā)光的綜合,它的發(fā)光效率比白熾燈好,但顯色性不好.現(xiàn)代新型的氣體放電照明光源有低壓鈉燈、高壓鈉燈等.
光源按發(fā)光原理分,除熱輻射發(fā)光、電致發(fā)光、光致發(fā)光外,還有化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光等.化學(xué)發(fā)光是在化學(xué)反應(yīng)中以傳熱發(fā)光形式釋放其反應(yīng)能量時發(fā)射的光;生物發(fā)光是在生物體內(nèi)由于生命過程中的變化所產(chǎn)生的發(fā)光,如螢火蟲體內(nèi)的螢光素在螢光素酶作用下與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)而發(fā)光.