光透射时会发生什么?

|K WONG

光发生透射时,会穿过材料或介质(例如玻璃、水或空气),而不是在其表面被完全反射或由其吸收。不过,光在透射后很少能保持完全不变。

光从一种介质传播到另一种介质时,会发生几种关键的物理现象:

  • 折射(偏折): 光在不同密度的材料中以不同的速度传播。当光以一定角度进入新介质时,速度的变化会使光波发生偏折。偏折程度由材料的折射率决定,折射率等于真空中的光速除以材料中的光速,即 n = c/v。
  • 选择性吸收:没有任何材料能够完全透明。光透过介质时,材料的原子或分子会吸收一部分光能,并通常将其转化为热量。在许多光学元件中,这种作用受到严格控制。例如,可选择特定材料来吸收无用波长,同时让目标波长自由透过。
  • 内部散射: 如果介质内部存在杂质、结构缺陷或颗粒,部分透射光会在这些障碍物上发生偏转并向不同方向散射,从而降低到达另一侧的光强。
  • 相移: 光波与介质边界相互作用时可能发生相移,这是设计多层光学镀膜时的一个关键因素。

光学系统中的透射

在实际应用中,透射是透镜、窗口片和棱镜的基本工作机制。对于用于滤光的元件,透射尤为重要。通过调整材料的厚度、折射率和吸收特性,可以精确控制哪些波长透射、哪些波长截止,从而对光路进行高精度控制。

 

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