
【化】 nonmonochromatic light
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【计】 negate; NOT; not that
【医】 non-
【化】 homogeneous light
【医】 monochromatic light
非单色光(Non-monochromatic Light)指包含多种波长或频率成分的光,其光谱为连续或宽谱段分布,而非单一波长。在光学领域,它与单色光(单一波长光)形成核心对比,具有以下特征:
波长组成
非单色光由连续波长范围内的光子构成,其光谱宽度显著大于单色光(如激光)。例如,太阳光、白炽灯光谱覆盖可见光全波段(约380–750 nm),而单色光如钠灯黄线波长严格限定于589.3 nm。
来源:Hecht, E. Optics. 5th ed., Pearson Education, 2017.
相干性差异
因波长混杂,非单色光的相干长度极短(通常微米级),无法维持稳定干涉图案;单色光相干长度可达数米(如He-Ne激光)。这一特性直接影响光学干涉仪的设计与应用。
热辐射源
黑体辐射(如太阳、白炽灯)通过高温激发宽谱光子发射,符合普朗克辐射定律:
$$ B_lambda(T) = frac{2hc}{lambda} frac{1}{e^{hc/lambda kT} - 1} $$
公式中$lambda$为波长,$T$为温度,$k$为玻尔兹曼常数。
非相干发光过程
荧光灯、LED通过电子能级跃迁产生宽谱光,其波长分布取决于材料能带结构(如半导体LED的发射半宽可达20–50 nm)。
成像与色彩还原
宽光谱特性使非单色光成为照明和摄影的基础,但需滤光片分离波段以实现色彩准确性(如RGB传感器分光)。
光谱分析限制
在分光光度计中,非单色光需经单色仪分光后使用,避免多波长叠加导致吸光度测量误差。
中国国家标准《GB/T 13962-2009 光学仪器术语》将非单色光定义为:"光谱能量分布在一定波长范围内连续或准连续的光"。国际照明委员会(CIE)出版物CIE S 017/E:2020进一步区分其与单色光的应用边界。
非单色光是指包含多种频率(或波长)成分的光,无法通过色散分离为单一色光。以下是详细解释:
非单色光与单色光相对,单色光仅含单一频率(如氦氖激光器发出的波长为0.6328微米的光),而非单色光由多个频率混合而成,例如自然光、白光等。
特性 | 单色光 | 非单色光 |
---|---|---|
频率/波长 | 单一(如激光) | 多个混合(如白光) |
色散表现 | 无法分解 | 可分解为多色光 |
应用场景 | 精密实验、通信 | 日常照明、自然光源 |
非单色光的混合性使其在色彩显示(如屏幕三原色叠加)、光学分析等领域有重要应用。需注意,人眼感知的“单色”可能实际包含多波长成分,仅因分辨率限制而视为单一颜色。
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