可见光

  可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分。可见光谱没有精确的范围:人的眼睛可以感知的电磁波波长一般在400到700纳米之间,但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555纳米的电磁波最为敏感,这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。 

可见光波长  

             各种光波长
         各种颜色光波长
      通常指波长从780nm 到390nm 的电磁波。通常指波长从780nm到390nm的电磁波。人眼睛可看见的范围可广至312nm - 1050 nm。 人眼睛可看见的范围可广至312nm - 1050 nm。只是能见度越来越差而已,且过度的照射容易对眼睛造成伤害。 只是能见度越来越差而已,且过度的照射容易对眼睛造成伤害。波长不同的电磁波,引起人眼的颜色感觉不同。770~622nm,感觉为红色;622~597nm,橙色;597~577nm,黄色;577~492nm,绿色;492~455nm,蓝靛色;455~390nm,紫色。  

特性

  通过研究发现色光还具有下列特性:
  (1)互补色按一定的比例混合得到白光。如蓝光和黄光混合得到的是白光。同理,青光和橙光混合得到的也是白光;
  (2)颜色环上任何一种颜色都可以用其相邻两侧的两种单色光,甚至可以从次近邻的两种单色光混合复制出来。如黄光和红光混合得到橙光。较为典型的是红光和绿光混合成为黄光;
  (3)如果在颜色环上选择三种独立的单色光。就可以按不同的比例混合成日常生活中可能出现的各种色调。这三种单色光称为三原色光。光学中的三原色为红、绿、蓝。这里应注意,颜料的三原色为红、黄、蓝。但是,三原色的选择完全是任意的;
  (4)当太阳光照射某物体时,某波长的光被物体吸取了,则物体显示的颜色(反射光)为该色光的补色。如太阳光照射到物体上,若物体吸取了波长为 400 ~ 435ntn 的紫光,则物体呈现黄绿色。  

光源

  可见光的主要天然光源是太阳,主要人工光源是白炽物体(特别是白炽灯)。它们所发射的可见光谱是连续的。气体放电管也发射可见光,其光谱是分立的。常利用各种气体放电管加滤光片作为单色光源。人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁波辐射来讲都是不透明的,只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他生物能看见的光波范围跟人类不一样,例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段,对于寻找花蜜有很大帮助。光谱中并不能包含所有人眼和脑可以识别的颜色,如棕色、粉红、紫红等,因为它们需要由多种光波混合,以调整红的浓淡。
  可见光的波长可以穿透光学窗口,也就是可穿透地球大气层而衰减不多的电磁波范围(蓝光散射的情况较红光为严重,这也正是为何我们看到天空是蓝色的)。人眼对可见光的反应是主观的定义方式(参见CIE),但是大气层的窗口则是用物理量测方式来定义。之所以称为可见光窗口是因为它正好涵盖了人眼可见的光谱。近红外线 (NIR)窗口刚好在人眼可见区段之外,中波长红外线(WMIR)和远红外线(LWIR、FIR)则较人眼可见区段较远。 由此之故,各种植物紫外光下的外观对它们吸引昆虫授粉、繁殖的影响较之在我们眼中的颜色更加相关。  

可见光光谱

  可见光谱只占有宽广的电磁波谱的一小部分早期对光谱的2种解说来自于艾萨克·牛顿的光学和哥德(Johann Wolfgang von Goethe)的色彩学。 牛顿首先在1671 年在他的光学试验的说明中使用了光谱这个字(在拉丁文中代表外观、显象)。牛顿观察到一束阳光以一个角度射入玻璃棱镜,部份会被反射, 部份则穿透玻璃,并呈现出不同的色带。牛顿假定阳光是由不同颜色的小粒子组成,而这些不同颜色在穿透物质时,前进速度不同。而红光的速度快于紫光,而导致了在穿过棱镜后红光的偏折(折射)较紫光为小,产生各色的光谱。
           光谱
               光谱
  牛顿把光谱分成7种颜色:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。他依古希腊哲学家的想法,选这7种颜色,并和音符、太阳系的行星、和一周的天数连结。正因此之故,一些专家如艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)等都曾建议靛色不应被视为颜色,它只是蓝和紫的浓淡不同的区间而已。 哥德声称连续光谱是个复合现象。和牛顿则认为仅限可见光光谱是个单独现象,哥德观察到了更广泛的部份,他发现到了没有光谱的区间,如红黄边界和绿蓝边界是白的,原来在边界区会有色光重叠的现象。 至此大众接受了光是由光子组合成的(某些时候光有波的特性,其他时间则是粒子的特性,参阅波粒二象性),所有光在真空中是定速光速,而光在其他物质中的速度,都较光在真空中的速度为低。这个比例就是该物质的折射率。在某些已知的物质(非色散物质)中不同频率的光行进速度并无差别,但其他物质中,不同频率的光有不同的行进速度:玻璃就属于这种物质,所以玻璃棱镜能把白光进行分光。自然界的虹就是个借由折射看到光谱的理想例子。  

应用 

·遥感技术

  可见光遥感( visible spectral remote sensing )是指传感器工作波段限于可见光波段范围(0.38——0.76微米)之间的遥感技术。电磁波谱的可见光区波长范围约在0. 38~0.76微米之间,是传统航空摄影侦察和航空摄影测绘中最常用的工作波段。因感光胶片的感色范围正好在这个波长范围,故可得到具有很高地面分辨率和判读与地图制图性能的黑白全色或彩色影像。但因受太阳光照条件的极大限制,加之红外摄影和多波段遥感的相继出现,可见光遥感已把工作波段外延至近红外区(约0. 9微米)。在成像方式上也从单一的摄影成像发展为包括黑白摄影、红外摄影、彩色摄影、彩色红外摄影及多波段摄影和多波段扫描,其探测能力得到极大提高。可见光遥感以画幅式航天摄影机的应用为标志的航天摄影测量很有发展潜力。  

·通信技术

  可见光通信技术,是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的,将高速因特网的电线装置连接在照明装置上,插入电源插头即可使用。利用这种技术做成的系统能够覆盖室内灯光达到的范围,电脑不需要电线连接,因而具有广泛的开发前景。