与光有关的知识

1光产业：光通信，光照明，光传感，光能量，光生医光科技：光子芯片，OLED，未来光生活，隐身衣，Lifi。光科技;隐身衣人之所以能看到各种各样的东西，是因为光射到这些东西上后，被它阻挡并反射到人的眼睛。如果有一种材料敷在物体表面，能引着被物体阻挡的光波“绕着走”，那么光线就似乎没有受到任何阻挡。在观察者看来，物体就似乎变得“不存在”了，也就实现了视觉隐身。—、让被隐身的对象变得完全透明，而且折射率和空气一样。这样任何光线都可以无碍地穿过它，自然不会被任何人发现了。思路简单，实现起来却最是困难。姑且不说要把人体变成完全透明是否可能，就算真的实现了，既然你已经完全透明，那么你的瞳孔、晶状体、视网膜，也都完全透明，不会对光线产生任何聚焦、成像作用。换言之，隐身人也同时是一个瞎子，得不偿失。二、“保护色隐身”，即与背景显示出一致的色调和反射光。这种隐身方式在动物界非常普遍，其技术毫不复杂，早已投入实用——迷彩服、雪地隐蔽服近来的新科技已经研制了变色龙式的迷彩服，能自动根据周围环境调节迷彩色调。只能是根据周围环境来显示对外变化，当周围环境本身色调复杂或者界限分明时，就无法创造出完全融入的隐身效果；其次需要有大片的背景，如果距离较近，或者站在空旷地方被人从几个方向交叉盯着，就无处藏匿了。三、“光线弯曲”让光线绕过人体，难度很大，而且光线直接绕过人体同样会使得被绕过的隐身人无法看见前方物体四、在“隐身衣”外表面划分为若干个小区。每个小区都具有同时接收和发射光线的性能。在隐身效能开动时，每个小区接收向它这一面射来的光线，然后经过电脑分析计算，由位于人体另一侧的小区向同方向继续射出同等的光线，使得位于“隐身人”各个方向的观察者，均只能直接观察到从相对方向射来的光线，从而实现“隐身”。色散：光在物质中传播时其折射率（传播速率）随光波频率（波长）而变的现象称为色散。复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等仪器来实现。散射：由于物质中存在的微小粒子对光束的作用，使得光波偏离原来的传播方向而向四周散开的现象。瑞利散射：散射粒子线度比波长小得多的粒子对光波的散射。米氏散射：粒子线度大于10l的较大微粒散射。衍射：是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。一切波都能发生衍射只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象干涉：在两个（或多个）光波叠加的区域，某些点的振动始终加强，另一些点的振动始终减弱，形成在该区域内稳定的光强强弱分布的现象称为光的干涉现象。并不是任意两个光波都能形成干涉。2光波的频率相同，振动方向相同和相位差恒定是产生干涉的必要条件。满足干涉条件的光波称为相干光波，相应的光源称为相干光源。干涉是指满足一定条件的两列相干光波相遇叠加，在叠加区域某些点的光振动始终加强，某些点的光振动始终减弱如何实现三维立体成像？目前3D影像观看的实现有多种方式，主要分为裸眼式和眼镜式，其中裸眼式的光栅显示法和全息显示法实现困难，代价高昂难以普及。眼镜式又分为色分法、光分法、时分法等技术。色分法是应用最早且最便宜的3D技术，但容易引起偏色，3D效果也最差；光分法即偏光式3D技术，效果要好于色分法，但画面难以实现全高清分辨率，亮度也比较低；时分法又称主动快门式3D技术，拥有不影响画面效果的优点，缺点是眼镜较重且价格昂贵而且部分画面会有闪烁感。光分法：拍摄立体图像时就是用2个镜头一左一右。然后左边镜头的影像经过一个横偏振片过滤，得到横偏振光，右边镜头的影像经过一个纵偏振片过滤，得到纵偏振光。立体眼镜的左眼和右眼分别装上横偏振片和纵偏振片，横偏振光只能通过横偏振片，纵偏振光只能通过纵偏振片。这样就保证了左边相机拍摄的东西只能进入左眼，右边相机拍摄到的东西只能进入右眼，于是乎就立体了。色分法：色分法会将两个不同视角上拍摄的影像分别以两种不同的颜色印制在同一副画面中。这样视频在放映是仅凭肉眼观看就只能看到模糊的重影，而通过对应的红蓝等立体眼镜就可以看到立体效果，以红蓝眼镜为例，红色镜片下只能看到红色的影像，蓝色镜片只能看到蓝色的影像，两只眼睛看到的不同影像在大脑中重叠呈现出3D立体效果。2007年，Dolby公司开发出Dolby3D系统，色分技术才重新热起来。借助放在放映机前的滤光片将投影机射出的光线分成红绿蓝三原色光，并分别投影到屏幕上。通过滤光眼镜来分别接收这些光谱的高频部分和低频部分，同样可以实现立体效果。该技术比传统色分技术好得多。最重要的是，放映机装上滤光片就可以放映3D电影，而取下滤光片，还可以放映传统电影。《阿凡达》首映礼上，采用的就是Dolby3D+IMAX。时分法：时分法是NVIDIA现在主推的一项应用，需要显示器和3D眼镜的配合来实现3D立体效果。时分法所采用的立体眼镜构造最为复杂，当然成本也最高。两个镜片都采用电子控制，可以根据显示器的输出情况进行状态的切换，镜片的透光、不透光切换使得人眼只能看到对应的画面（透光状态下），双眼看到不同的画面就能够达到立体成像的效果。当一束光透射到两种均匀介质的分界表面上时，一部分光从分界面表面反射回原介质中去，这种现象称为光的反射（Reflection）。另一部分光将透过表面，进入第二种介质，这种现象称为光的折射（Refraction）用光的粒子性可以解释的实验现象：1.光沿着直线传播2.光的色散用光的波动性可以解释的实验现象：3反射、折射第一次：高潮：牛顿：微粒说惠更斯：波动说牛顿的光学与他的力学体系一起，在之后整整一百年内被奉为不可动摇的金科玉律从粒子的角度阐述光的色彩叠加与分散、薄膜透光、牛顿环等质疑光为何无法绕开障碍物前进。吸收了波的有用概念，引入振动周期等，很好地解释了牛顿环的难题第二次：光的微粒说不能解决光的折射、干涉和衍射问题4光三大实验定律：库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律。麦克斯韦提出两个基本假设（有旋电场和位移电流），归纳总结出描述宏观电磁现象的总规律—麦克斯韦方程组。是一种电磁波，具有波动性光是一种电磁波，具有波当光照射在金属表面时，金属中有电子逸出，逸出的电子称为光电子。光的波动理论的缺陷5光电子初态动能只与光频率成正比，而与入射光强无关无法解释。截止频率无法解释。光电效应的瞬时性无法解释。1.波动性波光在传播过程中表现出波动性，如干涉、衍射、偏振现象。动性2.粒子性粒子性光在与物质发生作用时表现出粒子性，如光电效应，康普顿效应。1．发光原理与结构发光二极管lightemittingdiode与半导体激光器类似，PN结，无谐振腔等要求，不是激光，而是荧光亮度高、低功耗、寿命长、启动快，功率小、无频闪、不容易产生视视觉疲劳等优点亮度高、低功耗、寿命长、启动快，功率小、无频闪、不容易产生视视觉疲劳等优点１、发光效率高白炽灯、卤钨灯光效为12-24流明／瓦，荧光灯50～70流明／瓦，钠灯90～140流明／瓦，大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达100～200流明／瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。２、耗电量少LED单管功率0.03～0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5～3.5伏，电流15～18毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一。LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩变化。３、使用寿命长LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5～10年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。４、安全可靠性强发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全触摸：能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。５、有利于环保LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。２、耗电量少LED单管功率0.03～0.06瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5～3.5伏，电流15～18毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之一。LED每支的功率只有8瓦，而且可以七彩变化。３、使用寿命长LED灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达10万小时。LED灯具使用寿命可达5～10年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。４、安全可靠性强发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全触摸：能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。５、有利于环保6LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。光通量：单位时间内光源发出可见光的总能量，单位为流明（lm）例如，当发出波长为555nm黄绿色光的单色光源，其辐射功率为1W时，则它所发出的光通量为683lm100W的普通白炽灯发光能力为1400lm70W的低压钠灯发光能力为6000lm发光效率：光源所发出的的光通量除以其耗电量的比值，单位是lm/W明暗视觉：与光的刺激强度，即光的亮度因子有关的视觉。是色视觉的反义词。尤其多指不具有方向视觉乃至形象视觉能力的、被看作是停留在最原始阶段的7光污染：过量的光辐射对人类生活和生产环境造成不良影响的现象。包括可见光、红外线和紫外线造成的污染。光污染是继废气、废水、废渣和噪声等污染之后的一种新的环境污染源。国际上通常将光污染分成三种，即白亮污染、人工白昼和彩光污染危害健康：伤害眼睛扰乱生物钟造成各种疾病星星的“杀手”交通肇事者房屋纵火者影响城市气候引来大量废物危害动植物白亮污染：白亮污染是指阳光照射强烈时，城市里建筑物的玻璃幕墙、釉面砖墙、磨光大理石和各种涂料等装饰反射光线，明晃白亮、眩眼夺目。专家研究发现，长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人，视网膜和虹膜都会受到程度不同的损害，视力急剧下降，白内障的发病率达45%，还使人头昏心烦，甚至发生失眠、食欲下降、情绪低落、身体乏力等类似神经衰弱的症状。人工白昼：夜幕降临后，商场、酒店上的广告灯、霓虹灯闪烁夺目，令人眼花缭乱。有些强光束甚至直冲云霄，使得夜晚如同白天一样，即所谓人工白昼。在都市“不夜城”里，人们夜晚难以入睡，扰乱人体正常的生物钟，导致白天工作效率低下。人工白昼还会伤害鸟类和昆虫；强光可能破坏昆虫在夜间的正常繁殖过程。彩光污染：舞厅、夜总会安装的黑光灯、旋转灯、荧光灯以及闪烁的彩色光源构成了彩光污染。据测定，夜总会和舞厅中的黑光灯所产生的紫外线强度大大亮于太阳光中的紫外线，且对人体有害影响持续时间长，如果人长期接受这种照射，可诱发流鼻血、脱牙、白内障，甚至导致白血症和其它癌变。彩色光源让人眼花缭乱，不仅对眼睛不利，而且干扰大脑中枢神经，使人感到头晕目眩，出现恶心呕吐，失眠等症状。科学家最新研究表明，彩光污染不仅有损人的生理功能，还会影响心理健康。光疗法（lighttherapy）是利用阳光或人工光线（红外线、紫外线、可见光、激光）防治疾病和促进机体康复的方法。日光疗法已划入疗养学范畴。理疗学中的光疗法是利用人工光辐射