6第六章光源解析
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第六章_光的吸收、散射和色散
例如当线偏振光照射某些气体或液体时，从侧面观察 时，散射光变成了部分偏振光（有些情况透射光也变 成了部分偏振光）。这种现象称为退偏振。 以Ix和Iy分别表示散射光沿着x轴和y轴振动的强度， 则散射部分偏振光的偏振度为：
P
Iy Ix Iy Ix
通常又引入退偏振度的概念：
1 P
例如：
I I 0e
( )
为吸收系数，为散射系数，+就称为衰减系数。在 很多情况下，和中一个往往比另一个小很多，因而可 以忽略。
三. 散射光强的角分布和偏振态
实验表明，散射光的强度随光的方向而变化，自然 光入射时，散射光强满足下式：
I I 0 (1 cos )
＝（ I红
蓝
） 7 .2
度的7.2倍，因此透射光中所含的红光 成分就较多，故带红色。
表面上看起来是纯净均匀的介质，由于分子的热运动 使分子密度有涨落而引起的散射，称为分子散射。分 子散射也满足瑞利散射定律。
用以上的散射理论可以解释许多我们日常熟悉的自 然现象，如天空为什么是蓝的？旭日和夕阳为什么 是红？以及云为什么是白？等等。 首先，白昼天空之所以是亮的，完全是大气散射阳光 的结果。如果没有大气，即使在白昼，人们仰观天空， 将看到光辉夺目的太阳悬挂在漆黑的背景中。这景象 是宇航员司空见惯了的。
§6.3 光的色散
Dispersion of Light
光在介质中的传播速度v 随波长而异的现象，亦即介质 的折射率随着波长而变化，这种现象称为光的色散。 1672年牛顿首先利用三棱镜的色散效应把日光分解为 彩色光带。 为了表征介质折射率随波长的变化快慢程度和趋势，引 入介质色散率的概念。 定义为：介质的折射率对波长的导数，即介质的色散率 为：dn/d
第6章间接照明
【空间照明设计】第六章 间接照明
在采用平 顶天花发光灯 槽照明时，光 源和天花的间 隙应在300-500mm间，这样 才能产生柔和 的光线。
【空间照明设计】第六章 间接照明
二、光源与墙体 之间的距离
在采用圆弧 形天花发光灯槽 照明时，要考虑 到光源与墙体之 间的距离，光源 和墙体的间隙应 在200mm以上。
【空间照明设计】第六章 间接照明
第三节 注重受光面的条件
注意受光面的条件也是间接照明的一个重要因素，要选择无光泽的粗 糙面作为装修面，才能达到理想的间接照明效果。受光面的条件主要是质 感与反射的关系，反射能使知觉加倍，让观察者感受到表面上存在的东西， 同时还让观察者去发现物体内部的世界。
当光与某种材料相遇时，光的特性变化取决于材料本身的特性。表面 光滑的材质，光线会做镜面反射；材质表面是细微的不规则产生的，光线 会作散射；材质表面是由不光滑物体造成，它们可以将光线均匀地向各个 方向上反射，即漫反射。
并进行文字分析，得出解决方案。
间接照明使室内空间本身成为主体，避免过多过乱地使用灯具而造成视 觉混乱，为丰富空间的造型起到良好的协调作用。 2．眩光上
间接照明能够很好地把光源隐藏起来，起到照亮空间而不外露光源的效 果，很好地避免了眩光问题。
【空间照明设计】第六章 间接照明
3．节能上 光源采用光效高、光色好、寿命长、安全和性能稳定的电光源；灯具电
首先要注意光源与受光面之间的距离，通过调整间隙大小来产生渐变的光 效；如果距离（间隙）过小，就会产生强烈的明暗对比，光线未能得到充分的 扩散，不能形成较好的渐变效果。
【空间照明设计】第六章 间接照明
【空间照明设计】第六章 间接照明
照明 提示
一般来说间接照明的作用是在于营造一种祥和、浪漫的氛 围，而且间接照明是一种新兴的照明方式，可以提升照明设计 中一些与之相关的元素，能够使室内环境呈现出各种不同的气 氛和情调，并且与室内的环境色彩、形状等融为一体 。
在采用平 顶天花发光灯 槽照明时，光 源和天花的间 隙应在300-500mm间，这样 才能产生柔和 的光线。
【空间照明设计】第六章 间接照明
二、光源与墙体 之间的距离
在采用圆弧 形天花发光灯槽 照明时，要考虑 到光源与墙体之 间的距离，光源 和墙体的间隙应 在200mm以上。
【空间照明设计】第六章 间接照明
第三节 注重受光面的条件
注意受光面的条件也是间接照明的一个重要因素，要选择无光泽的粗 糙面作为装修面，才能达到理想的间接照明效果。受光面的条件主要是质 感与反射的关系，反射能使知觉加倍，让观察者感受到表面上存在的东西， 同时还让观察者去发现物体内部的世界。
当光与某种材料相遇时，光的特性变化取决于材料本身的特性。表面 光滑的材质，光线会做镜面反射；材质表面是细微的不规则产生的，光线 会作散射；材质表面是由不光滑物体造成，它们可以将光线均匀地向各个 方向上反射，即漫反射。
并进行文字分析，得出解决方案。
间接照明使室内空间本身成为主体，避免过多过乱地使用灯具而造成视 觉混乱，为丰富空间的造型起到良好的协调作用。 2．眩光上
间接照明能够很好地把光源隐藏起来，起到照亮空间而不外露光源的效 果，很好地避免了眩光问题。
【空间照明设计】第六章 间接照明
3．节能上 光源采用光效高、光色好、寿命长、安全和性能稳定的电光源；灯具电
首先要注意光源与受光面之间的距离，通过调整间隙大小来产生渐变的光 效；如果距离（间隙）过小，就会产生强烈的明暗对比，光线未能得到充分的 扩散，不能形成较好的渐变效果。
【空间照明设计】第六章 间接照明
【空间照明设计】第六章 间接照明
照明 提示
一般来说间接照明的作用是在于营造一种祥和、浪漫的氛 围，而且间接照明是一种新兴的照明方式，可以提升照明设计 中一些与之相关的元素，能够使室内环境呈现出各种不同的气 氛和情调，并且与室内的环境色彩、形状等融为一体 。
第六章 仪器分析 荧光分析法
x射线荧光分析法原子受x射线激发原子荧光分析法原子特征谱线激发荧光分析法紫外可见光激发基态分子吸收一定能量后跃迁至激发态当激发态分子以辐射跃迁形式将其能量释放返回基态时便产生分子发射光依据激发的模式不同分子发光分为光致发光按激发的类型又可分为荧光和磷光两种热致发光场致发光和化学发光等
第6章 荧光分析法
磷光发射：电子由第一激发三重态的最低 振动能级→基态（ T1 → S0跃迁）。
1.基本原理
无辐射跃迁方式 振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式 由高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。
内转换：能量差较小的激发态之间，部分能量 重叠，激发态由高电子能级转移至低电子能级 的无辐射能级交换。
外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间产生 相互作用而转移能量的非辐射跃迁；外转换使 荧光或磷光减弱或“猝灭”。 体系间跨越：不同多重态,有重叠的振动能级间 的非辐射跃迁。
2.荧光分光光度计
（2）单色器 选择激发光波长的第一单色器 选择发射光(测量)波长的第二单色器
（3）样品池
低荧光的玻璃或石英 方形适用于90°测量 （4）检测器 光电倍增管 （5）读出装臵
2.荧光分光光度计
2.2 仪器的校正
(1)灵敏度校正 (2)波长校正 (3)激发光谱和荧光光谱的校正
3.分析方法 3.1 荧光强度与物质浓度的关系
1.基本原理
（3）影响荧光强度的外部因素
① 温度 温度升高，荧光物质的荧光效率和荧光 强度下降。 其中一个原因是分子的内部能量转化作 用。当激发分子接受额外热能时，有可能使 激发能转换为基态的振动能量，随后迅速振 动弛豫而丧失振动能量。另一个原因是碰撞 频率增加，使外转换的去活几率增加。
1.基本原理
1.基本原理
1.基本原理
第6章 荧光分析法
磷光发射：电子由第一激发三重态的最低 振动能级→基态（ T1 → S0跃迁）。
1.基本原理
无辐射跃迁方式 振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式 由高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。
内转换：能量差较小的激发态之间，部分能量 重叠，激发态由高电子能级转移至低电子能级 的无辐射能级交换。
外转换：激发分子与溶剂或其他分子之间产生 相互作用而转移能量的非辐射跃迁；外转换使 荧光或磷光减弱或“猝灭”。 体系间跨越：不同多重态,有重叠的振动能级间 的非辐射跃迁。
2.荧光分光光度计
（2）单色器 选择激发光波长的第一单色器 选择发射光(测量)波长的第二单色器
（3）样品池
低荧光的玻璃或石英 方形适用于90°测量 （4）检测器 光电倍增管 （5）读出装臵
2.荧光分光光度计
2.2 仪器的校正
(1)灵敏度校正 (2)波长校正 (3)激发光谱和荧光光谱的校正
3.分析方法 3.1 荧光强度与物质浓度的关系
1.基本原理
（3）影响荧光强度的外部因素
① 温度 温度升高，荧光物质的荧光效率和荧光 强度下降。 其中一个原因是分子的内部能量转化作 用。当激发分子接受额外热能时，有可能使 激发能转换为基态的振动能量，随后迅速振 动弛豫而丧失振动能量。另一个原因是碰撞 频率增加，使外转换的去活几率增加。
1.基本原理
1.基本原理
1.基本原理
第六章_光的吸收、散射与色散
I I0 (1 cos2 )
是散射光方向与入射光方向之间的夹角。
可见，散射光 强的分布是对 于光的传播方 向及垂直于光 的传播方向是 对称的。
散射光方向
入射光方向
虽然从光源发出的光是自然光，但从正侧方用检偏器检 查发现，散射光是线偏振的，沿着斜侧面观察发现是部 分偏振光，只有正对着入射方向观察时，透射光才是自 然光。
数，其数值由实验数据来确定，当波长变化范围不大
时，科希公式可只取前两项，即
n
A
B
2
则介质的色散率为：
dn
d
2B
3
A、B均为正值，上式表明，折射率和色散率的数值 都随波长的增加而减小，当发生正常色散时，介质的 色散率小于零。
二. 反常色散
对介质有强烈吸收的波段称为吸收带。实验表明，在强 烈吸收的波段，色散曲线的形状与正常色散曲线大不相 同。
当光通过介质时，不仅介质的吸收使透射光强减弱，由于 光的散射也使使射入介质的光强按指数形式衰减，因此， 穿过厚度为l 的介质透射光强为：
I I0e( )
为吸收系数，为散射系数，+就称为衰减系数。在 很多情况下，和中一个往往比另一个小很多，因而可 以忽略。
三. 散射光强的角分布和偏振态
实验表明，散射光的强度随光的方向而变化，自然 光入射时，散射光强满足下式：
假设入射光是线偏振的，传播方向沿着Z轴，如图。设
在各向同性的介质中有一粒子P。
当光与粒子相遇时，使P作
x
受迫振动，所形成的电矢量
也平行于X轴。由此产生的
次波为球面波。光波又是横
波，振动方向与传播方向垂
直。在各个方向的振幅应等 y
于最大振幅在相应方向的投
影。
是散射光方向与入射光方向之间的夹角。
可见，散射光 强的分布是对 于光的传播方 向及垂直于光 的传播方向是 对称的。
散射光方向
入射光方向
虽然从光源发出的光是自然光，但从正侧方用检偏器检 查发现，散射光是线偏振的，沿着斜侧面观察发现是部 分偏振光，只有正对着入射方向观察时，透射光才是自 然光。
数，其数值由实验数据来确定，当波长变化范围不大
时，科希公式可只取前两项，即
n
A
B
2
则介质的色散率为：
dn
d
2B
3
A、B均为正值，上式表明，折射率和色散率的数值 都随波长的增加而减小，当发生正常色散时，介质的 色散率小于零。
二. 反常色散
对介质有强烈吸收的波段称为吸收带。实验表明，在强 烈吸收的波段，色散曲线的形状与正常色散曲线大不相 同。
当光通过介质时，不仅介质的吸收使透射光强减弱，由于 光的散射也使使射入介质的光强按指数形式衰减，因此， 穿过厚度为l 的介质透射光强为：
I I0e( )
为吸收系数，为散射系数，+就称为衰减系数。在 很多情况下，和中一个往往比另一个小很多，因而可 以忽略。
三. 散射光强的角分布和偏振态
实验表明，散射光的强度随光的方向而变化，自然 光入射时，散射光强满足下式：
假设入射光是线偏振的，传播方向沿着Z轴，如图。设
在各向同性的介质中有一粒子P。
当光与粒子相遇时，使P作
x
受迫振动，所形成的电矢量
也平行于X轴。由此产生的
次波为球面波。光波又是横
波，振动方向与传播方向垂
直。在各个方向的振幅应等 y
于最大振幅在相应方向的投
影。
第6章 光的干涉
D k , k 0,1, 2, d D D x14 x4 x1 4 d d xk
解 (1)
x14 d 3D 500nm
(2)
D x 30 mm d
温州大学《大学物理学》教程 21
例2 在杨氏双缝装置中，若在下缝后放一折射率为n，厚为l 的 透明介质薄片，如图所示． 求 （1）求两相干光到达屏上任一点P的光程差；
温州大学《大学物理学》教程 23
例3 用折射率 n=1.58 的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一 条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零级亮条纹 的位置上。如果入射光波长为550 nm
求 此云母片的厚度是多少？
解 设云母片厚度为 d。无云母片时，零级亮纹在屏上 P点，
到达 P 点的两束光的光程差为零。加上云母片后，到达 P 点的两光束的光程差为
装置－光程差公式－明暗条纹条件－条纹特点－条纹变化－应用
温州大学《大学物理学》教程
30
1. 劈尖
• 装置： 两光学平板玻璃一端接触， 另一端垫一薄纸或细丝 1 2 3 n
单色、平行光垂直入射 i 0
• 明暗条纹条件
2ne
2
2ne
2
2k
2 k 0、、 1 2 (2k 1) 暗 2 温州大学《大学物理学》教程
将 r2 r1
k 0,1,2,
d x 代入上式，可求得加介质片后第k级明纹 D 的位置 x 为 D D xk k (n 1)l d d
未加介质片时
D xk k d D l d
xk (n 1) xk xk
整个干涉图样向下平移，条纹间距不变
解 (1)
x14 d 3D 500nm
(2)
D x 30 mm d
温州大学《大学物理学》教程 21
例2 在杨氏双缝装置中，若在下缝后放一折射率为n，厚为l 的 透明介质薄片，如图所示． 求 （1）求两相干光到达屏上任一点P的光程差；
温州大学《大学物理学》教程 23
例3 用折射率 n=1.58 的很薄的云母片覆盖在双缝实验中的一 条缝上，这时屏上的第七级亮条纹移到原来的零级亮条纹 的位置上。如果入射光波长为550 nm
求 此云母片的厚度是多少？
解 设云母片厚度为 d。无云母片时，零级亮纹在屏上 P点，
到达 P 点的两束光的光程差为零。加上云母片后，到达 P 点的两光束的光程差为
装置－光程差公式－明暗条纹条件－条纹特点－条纹变化－应用
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30
1. 劈尖
• 装置： 两光学平板玻璃一端接触， 另一端垫一薄纸或细丝 1 2 3 n
单色、平行光垂直入射 i 0
• 明暗条纹条件
2ne
2
2ne
2
2k
2 k 0、、 1 2 (2k 1) 暗 2 温州大学《大学物理学》教程
将 r2 r1
k 0,1,2,
d x 代入上式，可求得加介质片后第k级明纹 D 的位置 x 为 D D xk k (n 1)l d d
未加介质片时
D xk k d D l d
xk (n 1) xk xk
整个干涉图样向下平移，条纹间距不变
第六章荧光法
CH3
CH3
CH3 CH3
维生素E： 激发波长295nm 发射波长324nm
硫色素荧光法
K 3 Fe(CN ) 6 NaOH 维生素B1
溶解后 （铁氰化钾）氧化
酸 正丁醇 荧光消失 硫色素 蓝色荧光 碱
激发λ=365nm； 发射λ=435nm
N H3C N
4.猝灭剂（quencher）的影响 荧光猝灭：是指荧光物质分子与溶剂或其它 溶质分子相互作用，引起荧光强度降低、消 失或荧光强度与浓度不呈现线性关系的现象。
引起荧光猝灭的物质，称为猝灭剂，如 卤素离子、重金属离子、氧分子、硝基化合 物、重氮化合物、羰基化合物等吸电子极性 物质。
荧光猝灭的主要原因是碰撞猝灭。 碰撞猝灭：处于激发单重态的荧光分子 与猝灭剂碰撞后，使激发态分子以无辐 射跃迁回到基态，产生猝灭。
CH 2 NH 2 HCl
N S
CH 3 C 2 H 4 OH
硫胺素
N H3C N N
N S
CH 3 C 2H 4OH
硫色素
四、环境对荧光的影响
1.温度的影响 一般说来，大多数荧光物质的溶液随 着温度的降低，荧光效率和荧光强度将增 加，相反，温度升高荧光效率将下降。 如荧光素的乙醇溶液在0℃以下每降低10 ℃，荧光效率增加3%，冷至-80℃时，荧光 效率为100%。
荧光
延迟荧光
磷光
系间串越 内转换
外转换
振动弛豫
激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大， 发光强度相对大。 荧光：10-7～10 -9 s,第一激发单重态的最低振动能级→基态。 磷光：10-4～10s，第一激发三重态的最低振动能级→基态。
辐射跃迁: 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态的最低振 动能级回到基态所发出的辐射。寿命为10-9 ~ 10 -7s。 由于是相同多重态之间的跃迁，几率较大，速度快。 磷光： 从第一激发三重态的最低振动能级回到基态 所发出的辐射。由于磷光的产生伴随自旋多重态的 改变，辐射速度远小于荧光，磷光寿命为10-4 ~10s。
光学第六篇傅里叶变换光学简介
平面波和典型球面波的波前相因子
复杂波场： 分解为一系列平面波或球面波成分
波的类型和特性 波前相因子
波前相因子
方向角的余角
线性相因子
系数（cosx，cosy）或 （sin1，sin2）与平面 波的传播方向一一对应。
U2 U1
ik x2 y2
e 2fBiblioteka 凹透镜和凸透镜的情况相同，
只是焦距一个为负，一个为正。
相位型
例题：求薄透镜傍轴成像公式：
在傍轴条件下：U1 ( x,
y)
ik x2 y2
A1e 2s
ik x2 y2
透镜函数：tL (x, y) e 2 f
s
s’
ik x2 y2
ik x2 y2
U2 (x, y) tL (x, y)U1(x, y) e 2 f
二维 tP ( x, y) eik (n1（) 1x+2 y)
例题：推导棱镜傍轴成像公式：
傍轴条件：
ik x2 y2
s
U1(x, y) A1e 2s
ik x2 y2 ik (n1) x
U2 (x, y) tP (x, y) U1(x, y) A1e 2s
(n1)s 2 x(n1)s 2 y2
第六章 傅里叶变换光学简介
第六章 傅里叶变换光学简介
1、衍射系统 波前变换 2、相位衍射元件 3、波前相因子分析法 4、余弦光栅的衍射场 5、傅里叶变换 6、超精细结构的衍射 隐失波 7、阿贝成像原理与空间滤波 8、光学信息处理列举 9、泽尼克的相衬法
惠更斯-菲涅耳原理 光波衍射
菲涅耳衍射 夫琅禾费衍射
二维波前 决定 三维波场
二维波前 决定 三维波场
Double-helix Point Spread Function (DH-PSF) DH-PSF transfer function obtained from the iterative obtimization procedure, and its GL modal plane decomposition, which forms a cloud around the GL modal plane line. The DH-PSF transfer function does not have any amplitude component, and consequently is not absorptive.
复杂波场： 分解为一系列平面波或球面波成分
波的类型和特性 波前相因子
波前相因子
方向角的余角
线性相因子
系数（cosx，cosy）或 （sin1，sin2）与平面 波的传播方向一一对应。
U2 U1
ik x2 y2
e 2fBiblioteka 凹透镜和凸透镜的情况相同，
只是焦距一个为负，一个为正。
相位型
例题：求薄透镜傍轴成像公式：
在傍轴条件下：U1 ( x,
y)
ik x2 y2
A1e 2s
ik x2 y2
透镜函数：tL (x, y) e 2 f
s
s’
ik x2 y2
ik x2 y2
U2 (x, y) tL (x, y)U1(x, y) e 2 f
二维 tP ( x, y) eik (n1（) 1x+2 y)
例题：推导棱镜傍轴成像公式：
傍轴条件：
ik x2 y2
s
U1(x, y) A1e 2s
ik x2 y2 ik (n1) x
U2 (x, y) tP (x, y) U1(x, y) A1e 2s
(n1)s 2 x(n1)s 2 y2
第六章 傅里叶变换光学简介
第六章 傅里叶变换光学简介
1、衍射系统 波前变换 2、相位衍射元件 3、波前相因子分析法 4、余弦光栅的衍射场 5、傅里叶变换 6、超精细结构的衍射 隐失波 7、阿贝成像原理与空间滤波 8、光学信息处理列举 9、泽尼克的相衬法
惠更斯-菲涅耳原理 光波衍射
菲涅耳衍射 夫琅禾费衍射
二维波前 决定 三维波场
二维波前 决定 三维波场
Double-helix Point Spread Function (DH-PSF) DH-PSF transfer function obtained from the iterative obtimization procedure, and its GL modal plane decomposition, which forms a cloud around the GL modal plane line. The DH-PSF transfer function does not have any amplitude component, and consequently is not absorptive.
第六章 紫外光谱与荧光光谱
p 3 4 5 H（CH=CH）n H
吸 光 系 数
n=3
n=5
波长
2、超共轭效应
当烷基与共轭体系相连时， σ 电子与共轭体系的p电子
云产生一定程度的重叠，扩大了共轭范围，使跃迁能量
降低，吸收红移。
max（nm） 苯 甲苯 间二甲苯
1，3，5-三甲苯
max 200 300 300 305 300
举例:
如乙烯基、羰基、硝基、偶氮基—N＝N—、 乙炔基、腈基、苯等。
O HC
O C CH3
2、助色团：
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２、— NHR、—X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm 的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用， 增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收 强度增加)，这样的基团称为助色团。
在近紫外或可见光区有吸收，其特点是在 270~350nm ，吸
光系数较小在100以内，为弱带，该跃迁为禁阻跃迁。 如：甲基乙烯基丙酮： λmax为324nm
小结： 紫外光谱一般指近紫外区，即 200-400nm，那 么就只能观察 p p *和 n p *跃迁。也就是说紫外 光谱只适用于分析分子中具有不饱和结构的化合物。
5、肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微 增加 或降低的峰，是由于主峰内隐藏有其它峰。
吸 光 系 数
波长
六、紫外光谱的表示法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
横坐标表示吸收光的波长，用nm为 单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以 用A(吸光度)、T(透射比或透光率或 透过率) T = I / I0。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。 曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰 的位置，纵坐标为它的吸收强度。
吸 光 系 数
n=3
n=5
波长
2、超共轭效应
当烷基与共轭体系相连时， σ 电子与共轭体系的p电子
云产生一定程度的重叠，扩大了共轭范围，使跃迁能量
降低，吸收红移。
max（nm） 苯 甲苯 间二甲苯
1，3，5-三甲苯
max 200 300 300 305 300
举例:
如乙烯基、羰基、硝基、偶氮基—N＝N—、 乙炔基、腈基、苯等。
O HC
O C CH3
2、助色团：
有一些含有n电子的基团(如—OH、—OR、—NH２、— NHR、—X等)，它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm 的光)，但当它们与生色团相连时，就会发生n—π共轭作用， 增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动，且吸收 强度增加)，这样的基团称为助色团。
在近紫外或可见光区有吸收，其特点是在 270~350nm ，吸
光系数较小在100以内，为弱带，该跃迁为禁阻跃迁。 如：甲基乙烯基丙酮： λmax为324nm
小结： 紫外光谱一般指近紫外区，即 200-400nm，那 么就只能观察 p p *和 n p *跃迁。也就是说紫外 光谱只适用于分析分子中具有不饱和结构的化合物。
5、肩峰：吸收曲线在下降或上升处有停顿，或吸收稍微 增加 或降低的峰，是由于主峰内隐藏有其它峰。
吸 光 系 数
波长
六、紫外光谱的表示法
紫外光谱图是由横坐标、纵坐标和吸收曲线组成的。
横坐标表示吸收光的波长，用nm为 单位。 纵坐标表示吸收光的吸收强度，可以 用A(吸光度)、T(透射比或透光率或 透过率) T = I / I0。 吸收曲线表示化合物的紫外吸收情况。 曲线最大吸收峰的横坐标为该吸收峰 的位置，纵坐标为它的吸收强度。
第六章光学知识点归纳总结
第六章光学知识点归纳总结第六章光学知识点归纳总结光学作为自然科学中的一个重要分支，研究光的性质和行为规律，对于我们认识自然世界有着重要的意义。
在学习光学的过程中，我们掌握了一系列基本概念和理论，了解了光的传播规律和光的与物质的相互作用。
在第六章中，我们进一步深入了解了光的干涉和衍射现象的原理和应用，学习了微观世界的光学现象，在本文中，我将对本章的知识点进行归纳总结。
本章主要包括干涉的原理和应用、衍射的原理和应用以及微观世界中的光学现象。
首先我们来介绍干涉现象，干涉是指两束或者多束光波相互干涉所形成的暂时增强或者减弱亮度的现象。
光的干涉分为相干干涉和不相干干涉，相干干涉要求两束光波的相位差为常数，而不相干干涉则无此要求。
在干涉现象的应用方面，最常见的是利用干涉仪进行测量和干涉滤光片的应用。
接下来是衍射现象，光的衍射是指光波在通过一个孔或障碍物后，沿射线方向的传播所产生的一系列干涉效应。
衍射现象的应用广泛，比如在显微镜、望远镜、天文望远镜等光学仪器中，衍射光学起着重要的作用。
在应用方面，我们还可以利用衍射现象进行光栅光谱仪的测量和衍射振镜的制作等。
最后是微观世界中的光学现象，这一部分主要介绍了电子和物质的相互作用以及物质的光学性质。
其中包括电子衍射、物质中的费马原理和光栅衍射等。
微观世界中的光学现象揭示了光与微观粒子的相互关系，对于解释物质的性质和结构具有重要的意义。
对于电子衍射的研究，为原子和分子的结构研究提供了有效的手段。
费马原理则提出了光传播的最速路径原理，解释了光线是如何在媒介中传播的。
光栅衍射则是利用光栅的特殊结构，通过衍射现象来解析光的频谱，广泛应用于光谱仪器等领域。
综上所述，第六章的光学知识点涵盖了干涉、衍射和微观世界中的光学现象。
通过学习这些知识，我们能够更深入地理解光的性质和行为规律，为解决实际问题和应用光学提供理论基础。
随着光学技术的不断发展，光学的应用范围也在不断扩大，对我们的生活和科学研究都产生了深远的影响。
工程光学第六章像差理论重点讲解
校对公式：
h lu lu nuy nuy J
最后可计算出像点位置和系统各基点位置。
焦点位置及焦距计算：l1 , u1 0
f ' h1 / u'k
2、轴外物点近轴光线光路计算（第二近轴光线）
仍用近轴光线光路计算公式和校对公式,所有量均注以下标z.
已知：物方物位、入瞳位置和物高，即 l, lz , uz 。 求解：像方物位、出瞳位置和像高，即 l, lz , uz 。
i
l
r
r
u（当l1
时， u1
0，i1
h1
/
r1）
i' n i
n'
u' u i i'
l' r(1 i' )
u'
l' n'lr
n'l n(l r)
第二节 光线的光路计算
对于有k个面的折射系统，需利用根据过渡公式：
过渡公式：
lk lk1 dk 1 uk uk 1 nk nk 1
对于小视场的光学系统，例如望远物镜和显微物镜等，只 要求校正与孔径有关的像差，所以只需计算上述第一种光线。 对大孔径、大视场的光学系统，如照相物镜等，要求校正所 有像差，所以需要计算上述三种光线。
第二节 光线的光路计算
由已知条件：
光学系统的结构参数（r,d,n）
物体的位置和大小 入瞳的位置和大小
解决问题：
第一节 概述
像差校正：
在实际光学系统中，各种像差是同时存在的，像差 影响光学系统成像的清晰度、相似性和色彩逼真度等 ，就降低了成像质量。故像差的大小反映了光学系统 质量的优劣。
除了平面镜成像以外，没有像差的光学系统是不 存在的。完全消除像、色差是不可能的，针对光学系 统的不同用途，只要把像、色差降低在某范围内，使 光接收器不能分辨，或者说这种差别只要能骗过光接 收器，就可以认为是理想的。
6第六章 光源及与光纤的耦合
613半导体发光二极管双异质结algaasgaas结构图led多采用双异质结结构613半导体发光二极管led结构1面发光surfaceemittingnpp双异质结构尺度与光纤接近100mamw透镜水平垂直发散角120度613半导体发光二极管led结构2边发光双异质结发散角30613半导体发光二极管发光二极管的特点发光二极管的特点
镓铝砷-镓砷(GaAlAs-GaAs)材料适用于0.85 μm波段 铟镓砷磷 - 铟磷(InGaAsP-InP)材料适用于1.3~1.55 μm波段
6.1.4 半导体激光器 2. LD的PI特性
LED
LD
当I<Ith 时激光器发出的是自发辐射光； 当I>Ith 时，发出的是受激辐射光，光功率随驱动电流的增加而增加。
P( f ) 1 | H ( f ) | P(0) 1 (2f e ) 2
发光二极管截止频率的定义：
少数载流子寿命
1 | H ( f c ) | 2
6.1.3 半导体发光二极管
6.1.3 半导体发光二极管 LED技术参数
6.1.4 半导体激光器
基本工作原理：半导体激光器是向半导体PN结注入电流，
克服受激吸收及其他衰减而产生自发辐射的光输出。
6.1.3 半导体发光二极管
LED多采用双异质结结构
双异质结AlGaAs/GaAs结构图
6.1.3 半导体发光二极管 LED结构
（1）面发光（surface emitting）
透镜
尺度与光纤接近 100mA
~mW
N-P-P双异质结构 水平、垂直发散角120度
第六章 光源及与光纤的耦合
6.1 光源
6.2 光源与光纤的耦合
6.1 光源 6.1.1 光纤通信对光源的要求（LED、LD）
镓铝砷-镓砷(GaAlAs-GaAs)材料适用于0.85 μm波段 铟镓砷磷 - 铟磷(InGaAsP-InP)材料适用于1.3~1.55 μm波段
6.1.4 半导体激光器 2. LD的PI特性
LED
LD
当I<Ith 时激光器发出的是自发辐射光； 当I>Ith 时，发出的是受激辐射光，光功率随驱动电流的增加而增加。
P( f ) 1 | H ( f ) | P(0) 1 (2f e ) 2
发光二极管截止频率的定义：
少数载流子寿命
1 | H ( f c ) | 2
6.1.3 半导体发光二极管
6.1.3 半导体发光二极管 LED技术参数
6.1.4 半导体激光器
基本工作原理：半导体激光器是向半导体PN结注入电流，
克服受激吸收及其他衰减而产生自发辐射的光输出。
6.1.3 半导体发光二极管
LED多采用双异质结结构
双异质结AlGaAs/GaAs结构图
6.1.3 半导体发光二极管 LED结构
（1）面发光（surface emitting）
透镜
尺度与光纤接近 100mA
~mW
N-P-P双异质结构 水平、垂直发散角120度
第六章 光源及与光纤的耦合
6.1 光源
6.2 光源与光纤的耦合
6.1 光源 6.1.1 光纤通信对光源的要求（LED、LD）
06 第六章 X射线衍射方法
选用Cu靶，用Ni滤波片
12
（5）摄照参数的选择 X射线管电压（简称“管压”）：通常为阳极（靶材）激 发电压(kV)的3~5倍，此时特征谱对连续谱强度比最大。 X射线管电流（简称“管流”）：管电流较大可缩短摄照 时间，但以不超过管额定功率为限。
摄照（曝光）时间：摄照时间的影响因素很多，一般在具 体实验条件下通过试照确定。 德拜法常用摄照时间以h计。
F点的位置沿测角仪圆周变化，即 对应不同(HKL)衍射，焦点F位置 不同，从而导致聚焦圆半径不同。
28
辐射探测器
作用：接收样品衍射线(光子)信号，将其转变为电(瞬时 脉冲)信号。 闪烁计数器：最常见。 正比计数器：要求准确定量时使用 盖革计数器：使用较少 锂漂移硅计数器 位能正比计数器 高能探测器 ……
17
（7）德拜相机的分辨本领
分辨率() ：描述相机分辨底片上相距最近衍射线条的本领。
L
L d / d
当两晶面间距差值d一定时，值大则意味着底 片上两晶面相应衍射线条距离(位置差)L大，即 两线条容易分辨。
L——晶面间距变化值为d/d时，衍射线条的位置变化。
将布拉格方程写为sin＝/(2d)的 形式，对其微分并整理，有 对2L＝R· 4微分 因此
纵坐标CPS：衍射强度
样品编号
Intensity——强度 counts——计数
横坐标2——衍射方向（衍射线的空间方位）
33
20000 18000 16000 14000
12.1657 10.1610 26.5804
12000
CPS
10000 8000 6000 4000 2000 0 2 3 4 5 6 7
2 L 180 2 L 90 4R S
八年级物理第六章 光的折射(一)人教版知识精讲
初二物理第六章光的折射（一）人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第六章光的折射（一）二. 重、难点1. 理解并掌握光的折射规律，知道光在折射现象中路可逆；2. 折射现象的解释，画出折射的光路图；3. 凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用；4. 凸透镜的焦点、焦距和主光轴、光心。
三. 知识点分析（一）折射现象：1. 光由一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象叫折射现象，折射光线与法线的夹角叫折射角。
2. 折射规律：（1）光从空气斜射入水或其它介质中时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居在法线的两侧，折射角小于入射角；（2）当入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小）；（3）两点结论：a. 当光由空气射向其它介质时，折射光线靠近法线偏折；当光由其它介质射入空气时，折射光线远离法线偏折；b. 折射现象中，光路是可逆的。
3. 折射成像：（1）光通过两种介质要发生折射；（2）人眼判断物体位置要根据光的直线传播原理。
（二）透镜：折射面是两个球面的透明体。
1. 透镜的种类：（1）凸透镜：中间厚边缘薄。
（2）凹透镜：中间薄边缘厚。
2. 透镜对光的作用：（1）凸透镜使光线会聚，又叫会聚透镜。
（2）凹透镜使光线发散，又叫发散透镜。
3. 透镜的几个概念：（1）薄透镜：厚度远小于球半径；（2）主光轴：过两个球面球心的直线（点划线）；（3）光心：透镜的中心；（4）焦点：a. 平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫做凸透镜的焦点；b. 平行于主轴的光线通过凹透镜后发散的折射光线的反向延长线交主光轴于一点，这点叫做凹透镜的虚焦点。
c. 透镜两侧共有两个焦点。
（5）焦距：焦点到光心的距离。
a. 若透镜的两个球面对称，则两侧焦距相等；b. 焦距越小，透镜的会聚（发散）本领越大。
4.【典型例题】[例1] 如图所示，光线从空气射入某液体中，入射角为45○，折射角为30○，光线射到液体底部水平放置的平面镜上反射回来，最后光线又回到空气中，这时折射角多大？分析：本题是反射定律及折射规律的综合应用，解决这类题的关键是确定好界面和法线，并灵活运用所学规律解决问题。
光纤通信第5版第6章-光源和光放大器(2)PPT课件
37
❖ 好的激光器应具备的条件：低的阈值电流、 高的输出功率及单模工作。
❖ 气体激光器 ❖ 固体激光器 ❖ 半导体激光器
38
LD工作原理
电流注入
hv
P型
有源区
光
N型
解理面
(a)半导体激Biblioteka 器22双异质结： ①阻止有源层的 空穴进入n区和其 电子进入P区； ②有源层两边的 折射率低于有源 层，对光场具有 很好的约束。
23
SLED
有源层：发光区域 有源层中产生的光发射穿过衬底耦合入光纤。 凹坑：由于衬底材料的光吸收很大，用选择腐蚀的办
法形成凹坑。 接触电极：限定有源层中有源区的面积，大小与纤芯24
6
PN结形成过程动画演示
PN结偏置 PN结正向偏置—— 当外加直流电压使PN结P型半 导体的一端的电位高于N型半导体一端的电位时， 称PN结正向偏置，简称正偏。 PN结反向偏置—— 当外加直流电压使PN结N型半 导体的一端的电位高于P型半导体一端的电位时， 称PN结反向偏置，简称反偏。
8
PN结正偏动画演示
第6章 光源和光放大器
❖
6.1 发光二极管及其工作特性 6.2 半导体激光器及其工作特性 6.3 窄谱宽和可调谐半导体激光器 6.4 光放大器 6.5 光纤激光器 ❖ 6.5 垂直腔面发射激光器
1
整体概述
概述一
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概述二
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相关文本内容
概述三
点击此处输入
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2
光源要求：
多子进行扩散， PN结呈现低阻、导通状态，
内电场被削弱，PN结变窄
9
PN结反偏动画演示
10
发光二极管工作原理
❖ 好的激光器应具备的条件：低的阈值电流、 高的输出功率及单模工作。
❖ 气体激光器 ❖ 固体激光器 ❖ 半导体激光器
38
LD工作原理
电流注入
hv
P型
有源区
光
N型
解理面
(a)半导体激Biblioteka 器22双异质结： ①阻止有源层的 空穴进入n区和其 电子进入P区； ②有源层两边的 折射率低于有源 层，对光场具有 很好的约束。
23
SLED
有源层：发光区域 有源层中产生的光发射穿过衬底耦合入光纤。 凹坑：由于衬底材料的光吸收很大，用选择腐蚀的办
法形成凹坑。 接触电极：限定有源层中有源区的面积，大小与纤芯24
6
PN结形成过程动画演示
PN结偏置 PN结正向偏置—— 当外加直流电压使PN结P型半 导体的一端的电位高于N型半导体一端的电位时， 称PN结正向偏置，简称正偏。 PN结反向偏置—— 当外加直流电压使PN结N型半 导体的一端的电位高于P型半导体一端的电位时， 称PN结反向偏置，简称反偏。
8
PN结正偏动画演示
第6章 光源和光放大器
❖
6.1 发光二极管及其工作特性 6.2 半导体激光器及其工作特性 6.3 窄谱宽和可调谐半导体激光器 6.4 光放大器 6.5 光纤激光器 ❖ 6.5 垂直腔面发射激光器
1
整体概述
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2
光源要求：
多子进行扩散， PN结呈现低阻、导通状态，
内电场被削弱，PN结变窄
9
PN结反偏动画演示
10
发光二极管工作原理
6第六章光源解析
时相邻原子接近，原子之间的相互作用增强，产生了谱线的压力加 宽和多卜勒加宽，辐射的光谱中有很强的连续成份，紫外辐射明显 减弱，而可见辐射增加，其光谱分布如图所示。
高压汞灯的发光效率达64Im/W,除供照明以外，在光学仪器、光 化反应、紫外线理疗、荧光分析等方面都有广泛的应用。
(3) 超高压汞灯 灯内的汞蒸气压大于10～20个大气压，对于球
在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分 子，使之迅速电离。氩气电离生热，热 量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被 电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线 的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白 色的可见光。
返回
4 半导体发光二极（LED）光源
发光二极管的发光机理
发光二极管的电流－电压特性和普通的二极管大体 一样。
除激光光源外，脉冲氙灯亮度最高，光谱分布范 围也宽。脉冲光与CCD的转移脉冲同步后，可以获得 高速运动物体的瞬态图像。这在高速摄影技术中获得 广泛的应用。但脉冲氙灯的电源系统复杂，需要一个 近万伏的引燃脉冲电压。如果线路布置不当，会引进 干扰信号。又因闪光频率高，寿命也不太长，如单次 闪光管的平均使用寿命约为5000～50000次，重复闪 光管的平均使用寿命约为100～200h。
白炽灯的供电电压决定钨丝的长度，原因？ 供电电流决定灯丝的直径，原因？
2 钨丝白炽灯的功率、光通量和发光效率 辐射效率及发光效率 在给定λ1～λ2波长范围内，某一光 源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之 比，称为该光源在规定光谱范围内的辐射效率。光源发 射的总光通量与提供的功率之比称为发光效率。
（2）发光强度-电流特性
发光强度Iv与发光二极管两端的电压U的
关系为
I v I v0 exp( qU / kT )
光强Iv与pn结电压U成指数关系。
高压汞灯的发光效率达64Im/W,除供照明以外，在光学仪器、光 化反应、紫外线理疗、荧光分析等方面都有广泛的应用。
(3) 超高压汞灯 灯内的汞蒸气压大于10～20个大气压，对于球
在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分 子，使之迅速电离。氩气电离生热，热 量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被 电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线 的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白 色的可见光。
返回
4 半导体发光二极（LED）光源
发光二极管的发光机理
发光二极管的电流－电压特性和普通的二极管大体 一样。
除激光光源外，脉冲氙灯亮度最高，光谱分布范 围也宽。脉冲光与CCD的转移脉冲同步后，可以获得 高速运动物体的瞬态图像。这在高速摄影技术中获得 广泛的应用。但脉冲氙灯的电源系统复杂，需要一个 近万伏的引燃脉冲电压。如果线路布置不当，会引进 干扰信号。又因闪光频率高，寿命也不太长，如单次 闪光管的平均使用寿命约为5000～50000次，重复闪 光管的平均使用寿命约为100～200h。
白炽灯的供电电压决定钨丝的长度，原因？ 供电电流决定灯丝的直径，原因？
2 钨丝白炽灯的功率、光通量和发光效率 辐射效率及发光效率 在给定λ1～λ2波长范围内，某一光 源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之 比，称为该光源在规定光谱范围内的辐射效率。光源发 射的总光通量与提供的功率之比称为发光效率。
（2）发光强度-电流特性
发光强度Iv与发光二极管两端的电压U的
关系为
I v I v0 exp( qU / kT )
光强Iv与pn结电压U成指数关系。
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波长的分别如图2－2所示。从图中可以看出，标准钨丝灯的峰值辐射 波长在1.0µ m时光谱辐射出射度的值最高，与用维恩位移定律计算出 来的相符合。它的发光光谱范围涵盖了整个可见光谱区，并延长至中 红外区。
(2)
钨丝白炽灯的应用
节能灯开灯时的瞬时高电压是正常电压的2 倍，开灯5分钟后才会发光稳定。 节能灯开灯时的耗电量是正常使用时的3倍， 开关一次节能灯相当于持续点10小时的节 能灯。
3600K(开布尔),单位:T(国际温标，单位K),t摄氏温标, 关系 t=T-273.15
标准钨丝灯：国际照明委员会规定灯丝温度为2856K的白炽钨丝灯
单螺旋形或双螺旋形？ 1、通过增加灯丝长度并减小灯丝直径，提高灯丝阻值。 2、螺旋式可以富集热量，短时间内提高灯丝温度。 3、使灯丝更有弹性，避免因摇晃而损坏。
台灯连续调节亮度！
2 卤钨灯
卤钨灯是一种改进的白炽灯。钨丝在高温下蒸发使灯泡变黑， 如果降低白炽灯的灯丝温度，则发光效率降低。
在灯泡中充入碘或溴等卤族元素，使他们与蒸发在玻璃壳上 的钨形成卤化物。当这些卤化物回到灯丝附近时，遇到高温 便会分解，钨又回到钨丝上。这样，灯丝的温度可以大大提 高，而玻璃壳不会发黑。因此，灯丝亮度高、发光效率高、 形体小、成本低是钨丝灯的特点。
点光源
面光源
卤钨灯的应用
等。 工作原理：通过高压使气体电离放电，产生很强的光辐射， 而不像钨丝灯那样通过加热灯丝使其发光，因而也称气体 放电灯光源为冷光源。
汞灯
钠灯
气体放电灯的共同特点：光谱为线光谱或带状光谱
原理
气体放电灯
下面首先讨论气体放电灯的共性问题——气体放电现象。
白炽灯的供电电压决定钨丝的长度，原因？ 供电电流决定灯丝的直径，原因？
2 钨丝白炽灯的功率、光通量和发光效率 辐射效率及发光效率 在给定λ1～λ2波长范围内，某一 光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率 之比，称为该光源在规定光谱范围内的辐射效率。光源 发射的总光通量与提供的功率之比称为发光效率。
2014诺贝尔物理学奖
授奖理由 发明的高效蓝光二极管，使得节能的白光光源成为可能
第六章 光源
1 自然光源 2 人工光源
• • • • •
备注
42
总目录
钨丝白炽灯 卤钨灯 气体放电灯 半导体发光二极管（LED）光源 激光光源
3 光源的基本特性参数和光源的选择
光源
光源是图像传感器应用技术的重要组成部分。
单位时间内通过某一截面的辐射能，称为辐射通量，单位为瓦W 光源在单位时间、向周围空间辐射并引起视觉的能量,称为光通量，单位为流明lm
钨丝白炽灯的功率由所需要的光通量（或光照度）和灯的 发光效率确定。灯的发光效率取决于灯丝的温度。
灯丝温度高，发光效率高。
100W以下的白炽钨丝灯的发 光效率一般在6％～12％。 钨丝灯在稳定电流作用下 发出稳定的辐射光通量，可用
目前常用的卤钨灯有碘钨灯和溴钨灯。 它们主要用在投影仪、电影放映机等大型照明设备 中的光源。
在图像传感技术中应用最多的卤钨灯为溴钨灯。
图示为4种溴钨灯的外形尺寸图。其中（a）与（c）型钨灯为低 功率的仪器灯，主要用于测量仪器。 （b）与（d）型灯为大功 率照明灯，主要用投影仪、电影放映机等大型照明设备中的光源。
直接或间接利用 太阳作光源时 （如地形地貌分 析），要考虑到 天气变化对测量 的影响 绝对黑体 在可见光谱为 透明度较高的 窗口
天空 天空是一个重要的自然光源 白天，地球表面的照度（约1/5）是由天空这个自然光源形成的， 天空光中的绝大部分是由地球大气对太阳光的散射形成的，大 气辐射只占极小部分；夜间，天空光由黄道光（约占15％）、 银河光（约占5％）、夜空光（约占40％）、上述各光源的散射 光（约占10％）、直射和散射星光（约占30％），以及银河系 以外辐射源的辐射（<1%）构成。表2－1列出了白天和夜间各 种条件下自然光源在地面上形成的照度的近似值。表2－2列出 了各种条件下接近地平线天空亮度的近似值。
黄道光是一些不断环绕太阳的尘埃微粒反射太阳的光而成
钨丝白炽灯
1.普通钨丝白炽灯的结构
普通钨丝白炽灯是由熔点高达3600K的钨丝制成的灯丝、实 芯玻璃、灯头、玻璃壳组成的。灯丝是白炽灯的关键部分， 几乎都是由钨丝绕制成单螺旋形或双螺旋形。白炽灯的供电 电压决定钨丝的长度。供电电流决定灯丝的直径。
为防止高温时钨丝的氧化，必须把玻璃壳抽成真空。对功率 大于40W的白炽灯，玻璃壳内冲入惰性气体，以减少钨丝蒸 发，延长灯的寿命。
于稳定度要求较高的情况。这
时通常用稳流电源供电。
钨丝白炽灯的一个矛盾：高温时钨丝蒸发使灯泡变黑，但降低 白炽灯的温度，又会导致发光效率的降低。
3 钨丝白炽灯的特性
(1)发光光谱
钨丝白炽灯在电流作用下维持钨丝的温度而发生辐射，属于热辐射体。 钨丝白炽灯的温度越高，它所发出的辐射出射度越强。
可见光谱 区的 辐射功 率只占 全部辐 射功率 的一小部分 （不足 10 ％）。
许多被测目标要在光源照明下才能将载有被测信息的像 成在图像传感器的像面上，获得被测信息的。 随着光源光谱成分的变化，光源强度分布的时间变化等， 传感器输出的图像信号也要发生变化。 恰当地选择光源是获得理想图像信息的关键，是图像传 感器应用技术的重要环节。
自然光源
自然光源：由自然过程产生的辐射源 属自然光源的光源：太阳 天空 地球 星体 大气 性质： 只能利用不能改变
辉光放电或弧光放电，都是气体的场致发光现象。在气体 放电过程中，由于电场的作用使带电粒子的动能增加到足 以能电离其它气体分子时，气体分子吸收带电粒子的能量， 使其电子处于激发状态。这种激发态是不稳定的，一般在 10－8s以内。从激发态回到低能态或基态，以发光的形式 放出能量。 与白炽灯相比，具有发光效率高、结构紧凑、 寿命长、光色适应性强等优点，因而有较强的 竞争力，在光电技术和照明工程中得到广泛的 应用。
优点
1.汞灯 汞灯又称水银灯，是利用汞蒸气放电发光而制成的灯，按
汞蒸气压的不同可分为低压、高压和超高压三种：