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，電磁波由電動力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述；同時，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，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，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帶來測量誤差，故需修正。