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光的特性
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光的能量

光是能量的一种传播方式。光源所以发出光,是因为光源中原子的运动。有三种方式:热运动、跃迁辐射、受激辐射。前者为生活中最常见的,比如电灯和火焰;后者多应用于激光。

直进性

光沿直线传播,简言之光是直线运行的,也不需要任何介质,但在其他物体的重力场的影响下,光的传播路径会发生偏折,最显著的就是黑洞的影响。

反射

光线遇另一介质反射的情况是指入射光反回原介质的情形,反射定律可以下列三原则来解释:

1.入射线、反射线与法线在同一平面上。

2.入射线与反射线在法线的两侧。

3.入射角等于反射角:

折射

光从不同密度的介质穿过时发生的偏折现象为折射,不同介质可以出现不同的折射角,由该介质的折射率来决定,并遵从斯涅尔定律:

光速在不同介质中亦会转变:

当时,折射光沿着接口运行,这时称为临界角;当时,入射光则完全反射回原介质,称为全内反射。

全内反射

全内反射是光折射的一个特殊情况,当光线由密度较高的介质(光密)到密度较低的介质(光疏)且入射角大于临界时,即 ,则只有反射光线,没有折射光线,这现象是为全内反射,光纤就是应用这现象来运作。

光径的可逆性

在干涉与衍射可忽略的情况中,入射光线与反射光线的可交换性。就是在一条光径的终点,发出反方向的光,此光可沿原路径回到原来的起点。在介质分界面处应用光路的可逆性可导出关于反射率和折射率的斯托克斯关系。

干涉

干涉现象是波的一种特性。惠更斯在1678年提出光是一种波动后,由于得到两列相干光源很不容易,所以波动说很长时间内没有被证明认可。直到1801年,才由英国物理学家托马斯·杨巧妙而简单的解决了相干光源的问题。

衍射

衍射现象也是波的一种特性,是光在通过阔度与其波长相当的孔或缝时所发生的现象,光不会持续原来的直线路径,而是作扇形发散状。

光电效应

一种光游离作用(光子将电子撞出原子,使之游离的过程),最常见的应用是以光束完成电流通路的电眼系统。

传播速度

在真空中光的传播速度为 299,792,458 米/秒(准确),是一个常数,以符号 c 代表,也是讯息传播速度的上限。

 
     
 
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