
【化】 nonmonochromatic light
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【計】 negate; NOT; not that
【醫】 non-
【化】 homogeneous light
【醫】 monochromatic light
非單色光(Non-monochromatic Light)指包含多種波長或頻率成分的光,其光譜為連續或寬譜段分布,而非單一波長。在光學領域,它與單色光(單一波長光)形成核心對比,具有以下特征:
波長組成
非單色光由連續波長範圍内的光子構成,其光譜寬度顯著大于單色光(如激光)。例如,太陽光、白熾燈光譜覆蓋可見光全波段(約380–750 nm),而單色光如鈉燈黃線波長嚴格限定于589.3 nm。
來源:Hecht, E. Optics. 5th ed., Pearson Education, 2017.
相幹性差異
因波長混雜,非單色光的相幹長度極短(通常微米級),無法維持穩定幹涉圖案;單色光相幹長度可達數米(如He-Ne激光)。這一特性直接影響光學幹涉儀的設計與應用。
熱輻射源
黑體輻射(如太陽、白熾燈)通過高溫激發寬譜光子發射,符合普朗克輻射定律:
$$ B_lambda(T) = frac{2hc}{lambda} frac{1}{e^{hc/lambda kT} - 1} $$
公式中$lambda$為波長,$T$為溫度,$k$為玻爾茲曼常數。
非相幹發光過程
熒光燈、LED通過電子能級躍遷産生寬譜光,其波長分布取決于材料能帶結構(如半導體LED的發射半寬可達20–50 nm)。
成像與色彩還原
寬光譜特性使非單色光成為照明和攝影的基礎,但需濾光片分離波段以實現色彩準确性(如RGB傳感器分光)。
光譜分析限制
在分光光度計中,非單色光需經單色儀分光後使用,避免多波長疊加導緻吸光度測量誤差。
中國國家标準《GB/T 13962-2009 光學儀器術語》将非單色光定義為:"光譜能量分布在一定波長範圍内連續或準連續的光"。國際照明委員會(CIE)出版物CIE S 017/E:2020進一步區分其與單色光的應用邊界。
非單色光是指包含多種頻率(或波長)成分的光,無法通過色散分離為單一色光。以下是詳細解釋:
非單色光與單色光相對,單色光僅含單一頻率(如氦氖激光器發出的波長為0.6328微米的光),而非單色光由多個頻率混合而成,例如自然光、白光等。
特性 | 單色光 | 非單色光 |
---|---|---|
頻率/波長 | 單一(如激光) | 多個混合(如白光) |
色散表現 | 無法分解 | 可分解為多色光 |
應用場景 | 精密實驗、通信 | 日常照明、自然光源 |
非單色光的混合性使其在色彩顯示(如屏幕三原色疊加)、光學分析等領域有重要應用。需注意,人眼感知的“單色”可能實際包含多波長成分,僅因分辨率限制而視為單一顔色。
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