1.可見光和非可見光

從廣義上來說,光是由光源發出的一種以光量子為計量單位的能量,和宇宙線、X射線、γ射線、雷達、微波、無線電波和電視電波等都同屬於電磁波一類。也就是說,光是電磁波中的一部分。光量子發出後以直線的方向傳播,所以也把光稱為光線;光線在直線傳播的過程中,呈波浪狀行進,因此,又有光波之稱。波有其頻率和長度,波的長度叫做波長。從狹義上來說,光指的是可見光。人眼所能感知的隻是電磁波譜中很有限的一小部分,這就是可見光,亦稱光譜。

根據測定,光在真空中行進傳播的速度約為30萬千米/秒,與在空氣中的傳播速度十分接近。可見光波的振動頻率很高,為3.75×1014~7.5×1014次/秒。根據波長=光速/頻率,可以計算出可見光的波長非常短,其範圍為400~800納米(nm,1納米=10-9米)。

日光給人以白色的感覺,其實它是由許多波長不同的光線混合而成的。因此說,可見光是一連續的光譜,通過三棱鏡可將光分出為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光,各色光的波長是不同的。

日光中,還包含著許多可見光譜以外的光線。波長大於紅光的、在760~800納米以上的光線為紅外光線;比紫光波長短的、波長為400納米以下的光線為紫外光線。這兩種光線都不能引起視覺,是人類肉眼所不能看得到的,叫做非可見光線。

2.光線的種類

按照光線發出後傳播的方向,可將其分為平行光線、散開光線和集合光線三種。

(1)平行光線:自無限遠發出的光相互平行延長到無限遠也不發生相交,稱為平行光線。距離無限遠的光源?熏實際上隻有太陽光。從眼的屈光學的意義來說?熏將5米以遠的光源發出的光線看作為平行光線,這種光線與眼的關係和平行光線與眼的關係沒有什麼差異。這隻是近似的。事實上,從5米遠的光源發出的光線呈0.20度(D)散開,為散開光線,並非完全的、絕對的平行光線。

(2)散開光線:任何非無限遠處、任何物質光源發出的光線,均呈散開狀,為散開光線或發散光線。從眼的屈光學角度講,凡5米以內任何一點的光源發出的光均為散開光線。平行光線通過凹球透鏡後,傳播的方向發生改變,光線散開,也稱為散開光線。

(3)集合光線:發出的光線集合於某一點者稱為集合光線,或稱為會聚光線。這僅見於人工光線而不存在於自然界中。如光線經過凹麵鏡的反射或凸透鏡的屈折後相互相交,集中於一點,成為集合光線。

3.各種物體顏色的產生

一切物體的各種各樣的顏色,完全取決於光線照射到該物體上時被吸收、被反射或被透過。如果被照物體將射來的光線完全反射,該物體呈現為白色;假如物體把射來的光線全部吸收,該物體呈現為黑色;若該物體除某一波長的光線被反射出去,其餘波長的光線都被吸收,那麼該物體顯出的顏色就是被反射的波長的光線顏色。如被反射光線的波長為650納米,物體表現為紅色;依此類推,僅反射500納米波長光線者,該物體為綠色。