光學(xué)

 

　　光學(xué)(optics)，是研究光（電磁波）的行為和性質(zhì)，以及光和物質(zhì)相互作用的物理學(xué)科。傳統(tǒng)的光學(xué)只研究可見光，現(xiàn)代光學(xué)已擴(kuò)展到對全波段電磁波的研究。光是一種電磁波，在物理學(xué)中，電磁波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述；同時(shí)，光具有波粒二象性，需要用量子力學(xué)表達(dá)。

 

　　學(xué)科發(fā)現(xiàn)

 

　　光學(xué)的起源在西方很早就有光學(xué)知識的記載，歐幾里得(Euclid，公元前約330～260)的<反射光學(xué)>(Catoptrica)研究了光的反射；阿拉伯學(xué)者阿勒·哈增(AI-Hazen，965～1038)寫過一部<光學(xué)全書>，討論了許多光學(xué)的現(xiàn)象。

 

　　歷史發(fā)展

 

　　光學(xué)是一門有悠久歷史的學(xué)科，它的發(fā)展史可追溯到2000多年前。

 

　　人類對光的研究，zui初主要是試圖回答“人怎么能看見周圍的物體？”之類問題。約在公元前400多年(先秦時(shí)代)，中國的《墨經(jīng)》中記錄了世界上zui早的光學(xué)知識。它有八條關(guān)于光學(xué)的記載，敘述影的定義和生成，光的直線傳播性和針孔成像，并且以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖钟懻摿嗽谄矫骁R、凹球面鏡和凸球面鏡中物和像的關(guān)系。

 

　　自《墨經(jīng)》開始，公元11世紀(jì)阿拉伯人伊本·海賽木發(fā)明透鏡；公元1590年到17世紀(jì)初，詹森和李普希同時(shí)獨(dú)立地發(fā)明顯微鏡；一直到17世紀(jì)上半葉，才由斯涅耳和笛卡兒將光的反射和折射的觀察結(jié)果，歸結(jié)為今天大家所慣用的反射定律和折射定律。

 

　　一般而言，光學(xué)擴(kuò)散片在小心使用下，可降低測量時(shí)因探測器上的入射光源不均勻分布或光束偏移所造成的微小誤差，因此可以提高測量的準(zhǔn)確性。但是在精密的測量時(shí)，就必須使用積分球作為光學(xué)擴(kuò)散器使得上述的誤差zui小。

 

　　積分球可用于測試光源的光通量，色溫，光效等參數(shù)。

 

　　積分球的基本原理是光通過采樣口被積分球收集，如圖1，在積分球內(nèi)部經(jīng)過多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。使用積分球來測量光通量時(shí)，可使得測量結(jié)果更為可靠，積分球可降低并除去由光線地形狀、發(fā)散角度、及探測器上不同位置地響應(yīng)度差異所造成地測量誤差。

 

 

　　理想積分球原理

 

　　理想積分球地條件：

 

　　A、積分球地內(nèi)表面為一完整地幾何球面，半徑處處相等；

 

　　B、球內(nèi)壁是中性均勻漫射面，對于各種波長地入射光線具有相同的漫反射比；

 

　　C、球內(nèi)沒有任何物體，光源也看作只發(fā)光而沒有實(shí)物的抽象光源。

 

　　2.影響積分球測量精度的因素：

 

　　A、球內(nèi)壁是均勻的理想漫射層，服從朗伯定則；

 

　　B、球內(nèi)壁各點(diǎn)的反射率相等；

 

　　C、球內(nèi)壁白色涂層的漫射是中性的；

 

　　D、球半徑處處相等，球內(nèi)除燈外無其他物體存在；

 

　　E、窗口材料是中性的，其E符合照度的余弦定則，實(shí)際情況與理想條件不符合會(huì)帶來測量誤差，故需修正。