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    光的性質與傳播軌跡是什么?

    作者:奧固鴻已有:N多人關注
    現代物理學揭示,光是一種由光子組成的電磁波,而所有電磁波均為橫波,即它的振動方向垂直于傳播方向。由于這兩個垂直方向上的運動耦合,光子的傳播軌跡成纖維正弦曲線。如圖。
    在光子的傳播軌跡中,我們可以了解一下關于光波的基本概念。
    1、 波長:在一束光中,兩個相鄰的同位相點(如相鄰的波峰)之間的距離稱為波長,以λ表示。同一束光波在不同介質中傳播時,其波長隨介質的物理性質不同而改變。
    2、 頻率:波源在一秒鐘內振動的次數稱為頻率,以f表示。波源不變,則頻率不變,即同一束光波在不同介質中傳播時,其頻率不受介質的物理性質的影響。
    3、 周期:波源完成一次振動所需要的時間稱為周期,以T表示,故f=1/T。
    4、 波速:在單位時間內,光波在傳播方向上的位移距離稱為波速,以V表示,故V=f•λ或V=λ/T。顯然,同一束光波在不同的介質中傳播時,由于波長的改變,其波速也相應的發生變化。
    5、 振幅:光波在振動方向上距平衡位置的最大位移距離稱為振幅,以A表示。它的大小決定了光波的強度,以I表示,兩者的關系為I=k•A2(K為傳播介質系數)。
    6、 位相:光波的振動點離開平衡位置(為正弦曲線的中軸線)后所經理的時間稱為位相。它可以通過周期的分數來表示,如T/n(n>1)。
    7、 位相差:如果有兩束頻率、波長、傳播方向相同的光波不同時到達平衡位置,那么兩者相鄰的同位相點(如波峰)之間的距離稱為位相差。它可以通過波長的分數來表示,如λ/n(n>1)。但是,當這兩束光波的振動方向也相同時,兩者將發生干涉作用而合并成一束光波,其頻率、波長、傳播和振動方向保持不變,其振動方向上的位移矢量等于前兩束光波的位移矢量之和。
    對于普通光學而言,“光”被定義為眼鏡可以直接看見的一部分電磁波的輻射,因此這一部分電磁波稱為可見光。如圖所示,在真空介質中可見光具有一定的波長范圍,大致為390nm~770nm,僅占整個電磁波譜的一小區段。可見光譜中不同頻率(3.9*1014Hz~7.7*1014Hz)的光在人的視網膜上的反應是不同的,表現為不同的顏色。因此,把一定頻率范圍內呈現同種顏色的光稱為單色光。在真空介質中,頻率不同的各種單色光具有不同的波長范圍,依照波長由長短的次序,分別為紅、橙、黃、綠、藍、紫七種顏色。通常所見的“白光”是由各種單色光按一定比例的混合光。
    光的波長單位通常用納米(nm)表示。納米與其他長度單位的換算關系為:1納米(nm)=10-3微米(um)=10-6毫米(mm)。
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