光学波段分类与频谱分类【光谱波长划分】
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光学波段分类与频谱分类【光谱波长划分】
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CSDN
1.
https://m.blog.csdn.net/m0_72753242/article/details/143944443
前言
电磁波谱是描述不同波长电磁波的分布图,从无线电波到伽马射线,涵盖了极其广泛的频率范围。在这一系列的电磁波中,光学波段因其与人类视觉感知的直接关联而备受关注。本文将详细介绍光学波段的分类及其特点,并简要介绍整个电磁频谱的分布情况。
一、光学波段
(1)简单分类
光学波段是指电磁波谱中人眼可以感知的波段,通常包括紫外光、可见光和红外光的一部分。具体来说,光学波段可以分为以下几个部分:
- 光波:波长为10-106nm的电磁波
- 可见光:波长380-780nm
- 紫外光(Ultraviolet, UV):波长范围大约在10纳米到400纳米之间。紫外光又可以分为三个子波段:
- 真空紫外(Vacuum UV):10-200纳米
- 短波长紫外(Short-wavelength UV, UVC):200-280纳米
- 中波长紫外(Medium-wavelength UV, UVB):280-315纳米
- 长波长紫外(Long-wavelength UV, UVA):315-400纳米
- 红外线:波长780-106nm
- 波长3um(即3000nm)以下的称近红外线
- 波长超过3um 的红外线称为远红外线
光的波长与频率的关系由光速确定。v的单位为Hz,的单位为cm,c为真空中的光速。
(2)可见光详细分类
这些颜色的波长范围并不是绝对的,因为人眼对颜色的感知是连续的,而且不同个体之间可能存在微小的差异。此外,颜色的感知还受到环境光、背景颜色和个体差异等多种因素的影响。
- 红色(Red):
- 波长范围:620 nm - 750 nm
- 特点:红色光是可见光中波长最长的,能量较低,因此它在空气中的传播距离较远,这也是为什么交通信号灯和紧急车辆使用红色的原因。
- 橙色(Orange):
- 波长范围:590 nm - 620 nm
- 特点:橙色光位于红色和黄色之间,它在可见光谱中的位置使得它在日出和日落时特别明显。
- 黄色(Yellow):
- 波长范围:570 nm - 590 nm
- 特点:黄色光是人眼最敏感的颜色,因此在明亮的光线下,黄色物体看起来特别明亮。
- 绿色(Green):
- 波长范围:495 nm - 570 nm
- 特点:绿色光位于可见光谱的中间,是自然界中最常见的颜色之一,也是人眼非常敏感的颜色。
- 青色(Cyan):
- 波长范围:470 nm - 495 nm
- 特点:青色光是蓝色和绿色之间的过渡色,它在自然界中不如其他颜色常见。
- 蓝色(Blue):
- 波长范围:450 nm - 470 nm
- 特点:蓝色光是可见光中波长较短的颜色之一,它在天空和海洋中特别明显。
- 靛蓝(Indigo):
- 波长范围:420 nm - 450 nm
- 特点:靛蓝色是蓝色和紫色之间的过渡色,它在自然界中不如其他颜色常见,但在某些文化中,如印度,靛蓝色是一种重要的颜色。
- 紫色(Violet):
- 波长范围:380 nm - 420 nm
- 特点:紫色光是可见光中波长最短的颜色,它的能量较高,因此它在某些情况下可以被用来消毒(例如紫外线消毒灯)。
(3)红外详细分类
红外线是波长介乎微波与可见光之间的电磁波,波长为0.75~1000 μm,其中,近红外、短波红外、中波红外、长波红外所在区间如下:
- 近红外 (Near Infrared, NIR) : 0.75~1.1 μm
- 短波红外 (Short Wave Infrared, SWIR) : 1.1~2.5 μm
- 中波红外 (Mid Wave Infrared, MWIR) : 3~5 μm
- 长波红外 (Long Wave Infrared, LWIR) : 7~14 μm
(4)紫外详细分类
紫外光(UV)按照波长可以分为以下几个详细的分类:
- UVA(长波紫外线):
- 波长范围:320nm至400nm。
- 特点:UVA是到达地球表面最多的紫外线类型,占到达地表紫外线的98.7%。它能够深入皮肤,导致皮肤老化和DNA损伤。
- UVB(中波紫外线):
- 波长范围:280nm至320nm。
- 特点:UVB对人体有生理作用,能引起晒伤和皮肤癌。它负责促进体内矿物质代谢和维生素D的形成。
- UVC(短波紫外线):
- 波长范围:100nm至280nm。
- 特点:UVC是紫外线中最有害的类型,但幸运的是,它们几乎完全被大气层吸收,不会到达地球表面。UVC具有很强的杀菌能力。
除了上述三种主要的紫外线类型外,还有一些其他的分类,它们通常用于天文学和物理学领域:
- 近紫外(NUV):
- 波长范围:400nm至300nm。
- 特点:NUV是非电离辐射,也被称为黑光。它不被臭氧层吸收。
- 中紫外(MUV):
- 波长范围:300nm至200nm。
- 特点:MUV大部分被臭氧吸收。
- 远紫外(FUV):
- 波长范围:200nm至122nm。
- 特点:FUV是电离辐射,完全被臭氧吸收。
- 真空紫外(VUV):
- 波长范围:200nm至100nm。
- 特点:VUV是电离辐射,被氧气吸收,尽管150-200nm的波长可以穿过氮气。
- 极紫外(EUV):
- 波长范围:121nm至10nm。
- 特点:EUV是电离辐射,被大气层吸收。
这些分类涵盖了紫外光的不同波段,每种波段都有其特定的应用和影响。例如,UVA和UVB是日常防晒和皮肤保护中需要关注的主要波段,而UVC则常用于消毒和杀菌。其他波段如VUV和EUV则在科学研究和技术应用中有其特定的用途。
二、频谱
频谱是指电磁波谱中不同波长的电磁波的分布。电磁波谱包括从无线电波到伽马射线的所有波长的电磁波,其波长范围从几毫米到零点几纳米不等。频谱可以分为以下几个部分:
- 无线电波(Radio Waves):波长最长,频率最低,波长范围从几毫米到几十米。
- 微波(Microwaves):波长较短,频率较高,波长范围从几毫米到几十厘米。
- 红外线(Infrared):如上所述,包括近红外、短波红外、中波红外和长波红外。
- 可见光(Visible Light):如上所述,波长范围大约在400纳米到700纳米之间。
- 紫外线(Ultraviolet):如上所述,波长范围大约在10纳米到400纳米之间。
- X射线(X-rays):波长更短,频率更高,波长范围大约在0.01纳米到10纳米之间。
- 伽马射线(Gamma Rays):波长最短,频率最高,波长范围小于0.01纳米。
本文原文来自CSDN,作者:m0_72753242
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