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圆偏振光与12原色的世界

已有 9221 次阅读 2011-5-13 13:34 |个人分类:科学八卦|系统分类:观点评述| 电磁波, 基础知识, 偏振光, 日光灯

sheep021 发表了新博文 5-13 10:02
圆偏振光与12原色的世界
1、偏振光的基础知识   一、自然光和偏振光 光是一种电磁波,属于横波(振动方向与传播方向垂直)。一切实际的光源,如日光、烛光、日光灯 ...
 
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【12原色的世界】是否超越已有【科学】【认知范畴】,
不能在科学网讨论?
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圆偏振光与12原色的世界

已有 75 次阅读 2011-5-13 10:02 |个人分类:生活点滴|系统分类:观点评述|关键词:基础知识 电磁波 偏振光 日光灯 3原色 12原色

 注:互联网上收集的资料,很不完善,仅供参考。
   1、偏振光的基础知识
 

一、自然光和偏振光
光是一种电磁波,属于横波(振动方向与传播方向垂直)。一切实际的光源,如日光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光都叫自然光。这些光都是大量原子、分子发光的总和。虽然某一个原子或分子在某一瞬间发出的电磁波振动方向一致,但各个原子和分子发出的振动方向也不同,这种变化频率极快,因此,自然光是各个原子或分子发光的总和,可认为其电磁波的振动在各个方向上的几率相等。
自然光在窗过某些物质,经过反射、折射、吸收后,电磁波的振动哥以被限制在一个方向上,其他方向振动的电磁波被大大削弱或消除。这种在某个确定方向上振动的光称为偏振光。偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面。
二、直线偏振光、圆偏振光及椭圆偏振光
1.直线偏振光
直线偏振光由于光线的振动方向都在同一个平面内,所以这偏振光又叫作平面偏振光。正对光的传播方向看去,这种光的振动方向是一条直线,因此又叫直线偏振光或线偏振光。如图1所示。
 
图1 自然光与偏振光
图1







2.圆偏振光和椭圆偏振光
(1) 光的双折射现象和晶体的光轴
当一束光线射入各向异性的晶体中时要分裂为两束沿不同方向传播的挑线,这种现象叫双折射现象。发生双折射的两束光线都是偏振光。这两束光线之一恒遵守光的折射定律,在改变入射方向时传播速度不发生变化,这条光线称为寻常光线,用o表示;另一束光线不遵守折射定律,当入射光线方向变化时,它的传播速度也随之变化,光的折射率不同,这束光称为非常光线,用e来表示。
在各向异性晶体中,存在有某些特殊方向,在这些方向上不发生双折射,寻常光线和非常光线传播方向和传播速度相同,这些方向称为晶体的光轴,有一个光轴的晶体叫一轴晶,有两个光轴的晶体叫二轴晶。对于二轴晶,双折射后的两束光线均为非常为光线。
(2) 波晶片
波晶片简称波片,可用来改变或检验光的偏振情况。当自然光沿一轴晶光轴入射时,不发生双折射现象。如果垂直于晶体光轴入射时产生的o光和e光仍沿原入射方向传播,但传播速度和折射率不同,且传播速度相差最大。如果在平行于一轴晶光轴方向上切下一薄片,这时晶片表面与光轴平持,这样制得的晶片叫波晶片。当偏振光垂直于波片光轴入射时,在波片内形成传播方向相同但传播速度不同的o光和e光。如果波片越厚,o光和e光线波波长的整数倍,这种波片叫全波片。依此类推,还有半波片和1/4波片等等。
(3) 圆偏振光和椭圆偏振光的形成
一束自然光以垂直于一轴晶的光轴方向入射所产生的振动面互相垂直的两束偏振光是不相干的。因为自然光是由光源中的不同分子和原子产生的,没有固定的位相差,所以不发生干涉。但是当一束单色偏振光通过双折射物质后,所产生的两束偏振光是可以相干的。相当于两个互相垂直的同周期的振动的合成。
当一束偏振光垂直于一轴晶光轴入射时产生两束偏振光(o光和e光)。由于o光和e光的相位差不同而合成为直线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光。O光和e光的相位差由两束光在晶片中折射率和晶片的厚度决定。设No、Ne分别为o光和e光的折射率,d为晶片的厚度,所产生的相位差为Δφ。则 。改变晶片的厚度可得不同相位差的o光和e光。当Δφ为π/2的偶数倍时可产生直线偏振光;当Δφ为π/2的奇数倍时,可产生圆偏振光;当Δφ不是π/2的整数倍时均可产生椭圆偏振光。圆偏振光的振动端点在光的传播方向上投影为一个圆,椭圆偏振光的振动端点在光的传播方向上投影为一个椭圆。圆偏振光和椭圆偏振光在每一瞬间只有一个振动方向,所以仍属偏振光。如图2所示。

图2

2、三原色

艺术领域为:红、黄、蓝
数字领域为:红、绿、蓝

所谓原色,又称为第一次色,或称为基色,即用以调配其他色彩的基本色。原色的色纯度最高,最纯净、最鲜艳。可以调配出绝大多数色彩,而其他颜色不能调配出三原色。在三原色的概念的认识上,我们与教科书上基本一致的。三原色分为两类,一类是色光原色,称为加色法三原色;另一类为颜料(染料)三原色,又称为减色法三原色。美术书中所述的是后一种。

颜料三原色的混合,亦称为减色混合,是光线的减少,两色混合后,光度低于两色各自原来的光度,合色愈多,被吸收的光线愈多,就愈近于黑。所以,调配次数越多,纯度越差,越是失去它的单纯性和鲜明性。三种原色颜料的混合,在理论上应该为黑色,实际上是一种纯度极差的黑浊色,也可以认为是光度极低的深灰色。品红与绿、黄与紫、青与橙,各组颜色的混合都接近黑。

美术教科书讲的是绘画颜料的使用,笔者看到大多数教材及著作中都是称红、黄、蓝为三原色。然而在美术实践中和生产操作中的情况与教科书上说的并不一致。彩色印刷的油墨调配、彩色照片的原理及生产、彩色打印机设计以及实际应用,都是黄、品红、青为三原色。彩色印刷品是以黄、品红、青三种油墨加黑油墨印刷的,四色彩色印刷机的印刷就是一个典型的例证。在彩色照片的成像中,三层乳剂层分别为:底层为黄色、中层为品红,上层为青色。各品牌彩色喷墨打印机也都是以黄、品红、青加黑墨盒打印彩色图片的。按照定义,原色应该能调制出绝大部分的其他色,而其他色都调不出原色。美术实践证明,品红加少量黄可以调出大红,而大红却无法调出品红;青加少量品红可以得到蓝,而蓝加白得到的却是不鲜艳的青;用黄、品红、青三色能调配出更多的颜色,而且纯正并鲜艳。例如:用青加黄调出的绿,比蓝加黄调出的绿更加纯正与鲜艳,而后者调出的却较为灰暗;品红加青调出的紫是很纯正的,而大红加蓝只能得到灰紫等等。此外,从调配其他颜色的情况来看,都是以黄、品红、青为其原色,色彩更为丰富、色光更为纯正而鲜艳。 综上所述,无论是从原色的定义出发,还是以实际应用的结果验证,都足以说明,把黄、品红、青称为三原色,较红、黄、蓝为三原色更为恰当

 

3、12原色

 12原色的世界,是个什么样子。估计只有螳螂虾和光学专家知道了: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=45556&do=blog&id=443375&from=space

 

青出于蓝而胜于蓝,此说原来最科学

 
 
举报[7]zdlh  2011-5-13 17:02
[4]mirrorliwei  2011-5-13 11:14
比较不好。光学和彩色学的部分的解说都不很好,有些不得要领。专业词汇的使用上,也不大规范。
比如这一句:“一切实际的光源,如日光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光都叫自然光。”基本上就可以“枪毙”了
“偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面”的说法也不妥。
讲颜色,首先需要区分发光的颜色和反光的颜色的不同。然后才是别的。

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专业上没有“发光的颜色”这个说法,表示这个意思的是:色温(单位:K)。
 
举报[6]mirrorliwei  2011-5-13 12:00
没有办法改,因为不是一处两处的问题。光学部分可以砍掉,因为与颜色基本无关。颜色部分,读一本比较标准的教科书,写出个归纳来也会比这篇文章要好。

另外,“青出于蓝”一句是说原料的来源,并不是说色调的问题。
比如说红、黄、蓝一般是指色相。每个色相里又有色度和明度的差别,而这些又与照明有关。等等的。
博主回复(2011-5-13 13:05)本文资料是从网上搜来的。看似蛮专业的。结果还是不行。继续搜
 
举报[5]隔壁家的二傻子  2011-5-13 11:45
看来二傻要把
【傻帮讲座(7)咖啡色的波长是多少?】
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=5190&do=blog&id=379279
往深度继续讨论了。。。特别是:肉眼不可见的佛旗上的【辉色】到底是啥?
 
举报[4]mirrorliwei  2011-5-13 11:14
比较不好。光学和彩色学的部分的解说都不很好,有些不得要领。专业词汇的使用上,也不大规范。

比如这一句:“一切实际的光源,如日光、烛光、日光灯及钨丝灯发出的光都叫自然光。”基本上就可以“枪毙”了

“偏振光的振动方向与光波传播方向所构成的平面称为振动面”的说法也不妥。

讲颜色,首先需要区分发光的颜色和反光的颜色的不同。然后才是别的。
博主回复(2011-5-13 11:28)非常感谢。不知可否斧正一下
 
 举报[3]readnet  2011-5-13 11:06
十二原色应该是由二十面体空间结构衍生出来的
博主回复(2011-5-13 11:27)
我们生活在三维空间
难道螳螂虾生活在12维空间?
 
 [2]readnet  2011-5-13 10:47
丁页
 
举报[1]hunagxingbin  2011-5-13 10:07
好文!盖个精品大印
 
 
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