光的控制基本原理是什麼?


是模擬視覺並使物體可見的自然媒介。光也被稱為可見電磁輻射,因為它能夠引起視覺感覺,其波長範圍為380奈米到780奈米。

光的特性

光的特性如下:

  • 光是由發光物體產生的能量的一種形式。

  • 它是電磁輻射,因此它可以穿過真空。

  • 在光學均勻介質中,光沿直線傳播。

  • 當光照射到拋光表面(如鏡子或金屬表面)時,它會反彈回來。這種光的反彈被稱為光的反射

  • 光可以穿透透明物體,但不能穿過不透明物體。

  • 當光從一種透明介質傳播到另一種透明介質時,光的傳播速度會發生變化,這種現象被稱為光的折射

光的控制基本原理

根據上面討論的光的特性,有以下四種控制光的方法:

  • 反射

  • 折射

  • 漫射

  • 吸收

反射

光照射到一個表面並返回到相同介質中的現象稱為反射。反射光能量與入射光能量之比稱為反射係數

反射定律指出:“入射角等於反射角。”

利用反射定律,可以很容易地控制光的量。

反射主要分為兩種型別:

  • 規則反射或鏡面反射

  • 漫反射

規則反射

在規則反射的情況下,光束被反射而不發生散射。當光束照射到拋光表面(如鏡子或高度拋光的金屬表面等)時,就會發生規則反射。在這種情況下,反射光束僅沿固定方向移動。

漫反射

當光線照射到粗糙表面(如木材或牆壁等)時,就會發生漫反射。在漫反射中,反射光向各個方向散射,觀察者看到的是被照亮的表面,而不是光源。

折射

當光線穿過兩種不同密度的透明介質之間的邊界時,其速度和方向會發生變化,這種現象稱為折射

折射定律,也稱為斯涅耳定律,指出:

$$\mathrm{\mathit{n_{\mathrm{1}}}\:\mathrm{sin}\:\theta _{\mathrm{1}}\:=\:\mathit{n_{\mathrm{2}}}\:\mathrm{sin}\:\theta _{\mathrm{2}}}$$

其中:

  • '$\mathit{n_{\mathrm{1}}}$' 是介質 1 的折射率。

  • '$\mathit{n_{\mathrm{2}}}$' 是介質 2 的折射率。

  • '$\theta _{\mathrm{1}}$' 是介質 1 中光的角度。

  • '$\theta _{\mathrm{2}}$' 是介質 2 中光的角度。

透過改變入射角或折射角,可以控制照射到表面的光。

漫射

當光照射到粗糙表面並同時向多個方向反射或透射時,這種現象稱為漫射。光的漫射也稱為散射

為了控制光,例如為了防止光源的眩光,可以在觀察者和光源之間引入一個漫射玻璃螢幕。

用於光控制的漫射玻璃有兩種型別:

  • 乳白玻璃 - 乳白玻璃是由折射率與普通玻璃不同的材料製成的玻璃。磨砂玻璃是乳白玻璃的一個例子。

  • 磨砂玻璃 - 磨砂玻璃是透過在普通玻璃上塗覆結晶物質而製成的。

吸收

吸收和儲存光能而不被反射或透射的現象稱為吸收。當光束照射到表面,並且光線中的能量轉移到表面的材料時,就會發生光的吸收。

在光的吸收現象中,光能可以從一種形式轉換成另一種形式。吸收光的表面可以防止光照射到表面上的反射或漫射。因此,透過利用光的吸收,可以控制表面上的光眩光。

更新於:2022年4月4日

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