電磁波譜與光輻射

1、光源光源傳輸傳輸調(diào)制調(diào)制探測探測成像成像顯示顯示本 章 概 述 1.1 電磁波譜與光輻射電磁波譜與光輻射 掌握電磁波的性質(zhì)和光輻射的特點掌握電磁波的性質(zhì)和光輻射的特點 1.2 輻射度學與光度學基本知識輻射度學與光度學基本知識 理解七個輻射量和光度量的概念理解七個輻射量和光度量的概念 1.3 熱輻射基本定律熱輻射基本定律 掌握三個定律和三個公式掌握三個定律和三個公式 1.4 激光原理激光原理 掌握激光產(chǎn)生的物理機制掌握激光產(chǎn)生的物理機制 1.5 典型激光器典型激光器 了解幾種常見激光器了解幾種常見激光器第一章 光輻射與發(fā)光源 麥克斯韋電磁場理論：麥克斯韋電磁場理論： 若在空間某區(qū)域有變化的電場（

2、或變?nèi)粼诳臻g某區(qū)域有變化的電場（或變化磁場），在鄰近區(qū)域?qū)a(chǎn)生變化的磁場化磁場），在鄰近區(qū)域?qū)a(chǎn)生變化的磁場（或變化電場）。這種變化的電場和變化（或變化電場）。這種變化的電場和變化的磁場不斷地交替產(chǎn)生，由近及遠以有限的磁場不斷地交替產(chǎn)生，由近及遠以有限的速度在空間傳播，形成的速度在空間傳播，形成電磁波電磁波。1.1 電磁波譜與光輻射電磁波譜與光輻射1.1.1 電磁波的性質(zhì)與電磁波譜電磁波的性質(zhì)與電磁波譜1.1.1 電磁波的性質(zhì)與電磁波譜電磁波的性質(zhì)與電磁波譜頻率與波長的關系頻率與波長的關系: :cv-真空中的光速真空中的光速001rr電磁波在介質(zhì)中的傳播速度0011crr真空中rrc 電磁波在

3、真空中的傳播速度，普適常數(shù)c1、在介質(zhì)的界面上發(fā)生反射、折射現(xiàn)象2、在傳播中出現(xiàn)干涉、衍射、偏振現(xiàn)象 電磁波：3、由麥氏方程導出：電磁波是物質(zhì) 討論：電矢量 磁矢量 光的傳播方向 EHrkHE1、2、對人眼和感光儀器起作用的是 ，光波中的振動矢量通常指 。EEnm770390:3、可見光的波長范圍nmmmmm9631010101EHko即相互垂直光1、在介質(zhì)的界面上發(fā)生反射、折射現(xiàn)象2、在傳播中出現(xiàn)干涉、衍射、偏振現(xiàn)象3、實驗測得光在真空中的傳播速度為c結論：光是某一波段的電磁波比較實驗表明：若 為光在透明介質(zhì)中的傳播速度， 為透明介質(zhì)的折射率，則ncn 與電磁波的公式比較rrn聯(lián)系光學量 和

4、電磁學量 、 的關系式 nrrrrc表表1 電磁波波段劃分及用途電磁波波段劃分及用途 波段（波段（nm）名稱名稱用途用途10 - 5 30 射線射線金屬探傷、研究核結構金屬探傷、研究核結構10 - 4 100X射線射線醫(yī)用、探傷、分析晶體結構醫(yī)用、探傷、分析晶體結構10 390紫外線紫外線醫(yī)用、照相制版醫(yī)用、照相制版390 770可見光可見光770 10 6紅外線紅外線雷達、光纖通信、導航雷達、光纖通信、導航10 6 10 9微波微波電視、雷達、無線電導航電視、雷達、無線電導航10 9 10 10米波（分米波米波（分米波 厘米波）厘米波） 調(diào)頻廣播、電視、導航等調(diào)頻廣播、電視、導航等10 10

5、 510 10短波短波無線電廣播、電報通訊無線電廣播、電報通訊510 10 210 11中短波中短波電報通訊電報通訊210 11 310 12中波中波無線電廣播無線電廣播310 12 310 13長波長波越洋長距離通訊和導航越洋長距離通訊和導航1.1.2 光輻射光輻射光輻射是指光輻射是指 1、以電磁波和粒子形式傳播能量、以電磁波和粒子形式傳播能量 2、它們可以用光學元件反射、成像或色散、它們可以用光學元件反射、成像或色散光輻射僅占電磁波譜的一小部分光輻射僅占電磁波譜的一小部分 波長在波長在10nm 106nm之間之間 頻率在頻率在31016Hz 31011Hz 之內(nèi)之內(nèi) 波段波段 (nm)輻射

6、名稱輻射名稱10 280紫外線紫外線 C280 315紫外線紫外線 B315 390紫外線紫外線 A390 440可見光可見光 紫色紫色 短波短波440 460可見光可見光 藍色藍色460 495可見光可見光 青色青色495 540可見光可見光 綠色綠色540 600可見光可見光 黃色黃色600 640可見光可見光 橙色橙色640 770可見光可見光 紅色紅色 長波長波770 1400紅外線紅外線 A1400 3000紅外線紅外線 B3000 10 6紅外線紅外線 C表表2 光輻射波譜的劃分光輻射波譜的劃分u 可見光可見光 波長在波長在390nm 770nm的光輻射，也是人視覺能的光輻射，也是人視覺能感受到感受到“光亮光亮”的電磁波。對可見光人眼的主觀感覺依的電磁波。對可見光人眼的主觀感覺依波長從長到短表現(xiàn)為：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。波長從長到短表現(xiàn)為：紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。u 紫外輻射：紫外輻射： 紫外輻射比紫光的波長更短，波長紫外輻射比紫光的波長更短，波長10nm 390nm。太陽紫外輻射分為