可见光的范畴

可见光的范围
开放分类：物理、光学
可见光指能引起视觉的电磁波。

可见光的波长范围在0.77～0.39微米之间。

波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同。

0.77～0.622微米，感觉为红色；0.622～0.597微米，橙色；
0.597～0.577微米，黄色；0.577～0.492微米，绿色；0.492～0.455微米，蓝靛色；0.455～0.39微米，紫色。

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；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在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
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。

1666 年，英国科学家牛顿第一个揭示了光的色学性质和颜色的秘密。

他用实验说明太阳光是各种颜色的混合光，并发现光的颜色决定于光的波长。

下图列出了在可见光范围内不同波长光的颜色。

不同波长光线的颜色（见图）
为对光的色学性质研究方便，将可见光谱围成一个圆环，并分成九个区域（见图），称之为颜色环。

颜色环上数字表示对应色光的波长，单位为纳米（nm），颜色环上任何两个对顶位置扇形中的颜色，互称为补色。

例如，蓝色（435 ～480nm ）的补色为黄色（580 ～595nm ）。

通过研究发现色光还具有下列特性：（l ）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
到物体上对，若物体吸取了波长为400 ～435ntn 的紫光，则物体呈现黄绿色。

这里应该注意：有人说物体的颜色是物体吸收了其它色光，反射了这种颜色的光。

这种说法是不对的。

比如黄绿色的树叶，实际只吸收了波长为400 ～435urn 的紫光，显示出的黄绿色是反射的其它色光的混合效果，而不只反射黄绿色光。

可见光波长范围是多少
最佳答案:可见光通常指波长范围为:390nm - 780nm 的电磁波。

人眼可见范围为:312nm -
1050nm
可见光波长一般在380-780nm之间，但不同书对此会有不同的意见，也有的说是400—760nm之间，但大体就是如此了，也不是十分的严格。

电磁波可见部分的波长范围约在380nm到780nm之间（1nm﹦10-6nm），在这个范围内的各种波长，
都可凭眼睛的颜色感觉来加以区别。

蓝色和紫色属于短波，红色属于长波，黄色和绿色处于可见波长
范围的中间部分。

由单一波长组成的光称为单光色。

实际上，严格的单色光几乎是不存在的，所有光
源所产生的光至少要占据很窄的一段波带。

激光可以说是最接近于理想单色光的光源。

到达地球表面的太阳光的波长范围从290nm到1700nm，它远比可见光波长的范围宽。

在太阳辐射光中，波长短于290nm的部分被大气层中较高部位的臭氧所吸收，而波长大于1700nm的部分则被大
气层中较低部位的水气和二氧化碳所强烈吸收。

由於不同頻率與波長的輻射造成的效應也會不相同，頻率相同而強度不一樣的輻射也會產生相異的效果。

本部分舉出四種輻射的應用類型(光學、微波爐、手機廣播、家電產品)，讓大家瞭解這些
在生活上與我們息息相關的輻射應用。

壹、光學
一、紫外光
紫外線是非游離輻射中能量最強的電磁波，紫外線又分為：UVA (Ultraviolet A)近紫外線，波長範圍: 315 nm ~ 400 nm，可穿透空氣、石英、玻璃和水；UVB(Ultraviolet B)中紫外線波長範圍: 280 nm ~ 315 nm，可穿透空氣和石英，但無法穿透玻璃；UVC(Ultraviolet C)遠紫外線，波長範圍: 100 nm ~ 280 nm，對
所有介質的穿透力極低，為大氣的臭氧層吸收，鮮少到達地表。

紫外線和生物體組織的作用機制為熱和
光化學效應，這些機制涉及分子對紫外線的吸收，尤其是蛋白質分子吸收光譜一般在280nm附近,核酸
分子通常吸收光譜在260nm附近。

在光化學變化時，紫外線被吸收，然後吸光分子被活化，產生熱或造
成相同或不同波長光放射，或導致次級反應，造成原始分子結構的改變。

尤其對人體的皮膚以297 nm紫
外線、對眼睛以270~310 nm紫外線傷害最大。

因此會造成皮膚的病變或眼睛的傷害，嚴重者會造成皮膚
癌或白內障。

所以中央氣象局在夏季時都有紫外線指數的預報，以避免民眾受到過量太陽的紫外線的照射。

而日常生活中的水銀殺菌燈也有較高的紫外線，所以當開啟水銀殺菌燈時，也要避免紫外線的照射。

【1】
二、可見光　
光是一種電磁波，人的眼睛看得見的光稱為可見光，他的波長範圍在380nm~760nm。

太陽光線
大致可分為可見光及不可見光。

可見光經三稜鏡後會折射出紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫顏色來。

紅光外側
的光線是不可見光，波長由0.76-1000微米，稱為紅外光。

當中4- 400微米的波長稱為遠紅外光，其中90%的波長介乎8-14微米，科學家稱為生命光線，因為這段波長的光線，能促進動物及植物的生長。

可見光對人體的傷害主要是熱效應，人體組織的蛋白質會因吸收熱而變性。

在一般可見光照射下，只要
能量不集中或過度曝曬，並不會造成傷害。

但對於可見光雷射，因其能量集中，所以要特別注意，尤其對
於眼睛的部位，一定要避免直接照射，否則會有失明的危險。

【2】
三、紅外線
光譜範圍大約在0.8 ~ 1000 mm之間，通常整個光譜範圍被分為三個區段:近紅外線(near infrared, IRA): 波長在0.8 ~ 1.4 mm 之間；中紅外線(middle infrared, IRB): 波長在1.4 ~ 3 mm 之間；遠紅外線(far infrared, IRC): 波長在3 ~ 1000 mm 之間。

任何物體的溫度超過絕對零度就會放出紅外線。

紅外線對
生物的作用是經由熱的吸收作用。

紅外線可以使人體皮膚與眼睛吸收熱能，也可以使大分子產生振動而產生熱。

強烈的紅外線照射，可以造成急性的熱傷害，所以對紅外線的仍要注意其照射的強度。

尤其對於紅外線或紫外線雷射，因都是不可見光，在操作時眼睛要配戴防護目鏡，以避免雷射的傷害。

红外灯与摄像机的结合运用
【编者按】
为了实现监控场所的夜间监控或楼道、监狱、仓库等昏暗场所的有效监控，能够发射红外线的红
外灯是必不可少的设备。

红外灯
为了实现监控场所的夜间监控或楼道、监狱、仓库等昏暗场所的有效监控，能够发射红外线的红
外灯是必不可少的设备。

什么是红外线?
光是一种电子磁波，其波长范围为1纳米(1nm=10-9 m)至1毫米(1mm=10-3m)，人眼可以看见的光只是其中的一部分，称为可见光。

可见光的波长范围为380nm-780nm，可见光波长由长至短可分成红、橙、黄、绿、青、兰、紫七种，波长比紫光短的看不见的光称为紫外光(或紫外线)，波长比红光长的看不见的光称为红外光(或红外线)。

普通CCD黑白摄像机可以感受光的光谱特性如图3所示。

由图可见，它不仅能感受可见光，而且可感受红外光。

这就是利用普通CCD黑白摄像机、配合红外灯可以比较经济地实现夜视的基本原理。

这里需要强调指出，普通彩色摄像机的光谱特性不能感
受红外光，因此，不能用于夜视。

彩色摄像机用于夜视必须采用特殊的红外低照度摄像机。

红外摄像技术
红外摄像技术分为被动红外摄像技术和主动红外摄像技术两种。

被动红外摄像技术是利用任何物
体在绝对零度(一273℃)以上都有红外光发射的原理。

由于人的身体和发热物体发出的红外光较强，其
它非发热物体发出的红光很微弱，因此，利用特殊的红外摄像机就可以实现夜间监控。

被动红外摄像
技术由于设备造价高且环境摄像效果差，在夜视系统中很少采用。

主动红外摄像技术是利用特制的“红外灯”人为产生红外辐射，发出人眼看不见的红外光去照射景
物和环境，利用普通低照度CCD黑白摄像机或使用“白天彩色夜间自动变黑白”的摄像机或“红外低照
度彩色摄像机”去感受周围环境反射回来的红外光，从而实现夜视功能。

红外灯的分类及产品特点
红外灯按红外光辐射机理分为半导体固体发光(LED)和红外线灯或热辐射红外灯两类。

a．LED(红外发光二极管)红外灯的特点是光谱功率分布比较集中的窄带分布，其中心波长为830-950nm，半峰带宽约为40nm，为普通CCD黑白摄像机可感受范围。

它的最大优点是可以完全无“红暴”；(采用940-950nm波长红外管)或仅有微弱红暴(红暴为可见红光)和寿命长。

红外发光二极管的辐射强度一般在光轴的正前方，具有很好的方向性，并随辐射方向与光轴的夹
角增加而减小。

辐射强度为最大值的50%时的角度称为半强辐射，也称为半功率角。

b、热辐射红外灯的原理与特点：
热辐射现象是极为普通的。

物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光，所以人们不能直接观
察到。

当加热到500℃左右时，才会产生暗红色的可见光，随着温度的上升，光变得更亮更白。

在热辐射光源中，通过加热灯丝来维持它的温度，以此来保证辐射不断的进行。

辐射体在不同温度时，辐射
出的峰值波长是不同的，其光谱能量的分布也是不同的。

根据上述原理，经过特殊设计和特殊工艺制
成的红外灯泡，其红外光成分可达92-95%。

国外生产的红外灯，功率可达100-375W，使用寿命可达2000-5000d小时，辐射角可达60-80’。

红外灯发射的红外光谱范围很宽，波长在800-2500nm之间，这
与普通黑白摄像机感受的宽光谱范围相一致。

热辐射红外灯的最大优点是可以做到大功率、大辐射角，比较适合远距离大场面的场所使用。

其缺点是有红暴，寿命短，按每天使用10小时计算，最大寿命5000小时，也只能使用一年多一点的时间。

红外灯的选择与使用：
红外灯的选择最重要的问题是红外灯与摄像机、镜头、防护罩，供电电源等成套性。

正确的做法
应该是在设计方案时对所有的器材统一考虑，将它看作是一个红外低照度夜视监控系统工程要求进行
设计，而不能在安装完摄像机、镜头、防护罩和电源之后，再去考虑购买红外灯。

考虑系统设备的成套性时要特别注意以下几个问题：
(1)要使用黑白摄像机或特殊彩色摄像机。

黑白摄像机采用的CCD传感器有很宽的感光光谱范围，其感光光谱不但包括可见光区域，还延长到红外区域，利用辅助红外灯照明就可在CCD传感器上清晰的成像，而普通彩色摄像机其感光光谱只在可见光区，因此不能适用于红外灯泡照射摄像；日夜两用型摄像机采用两个CCD进行切换或者采用一个CCD传感器，利用数字电路的切换也可以实现红外灯泡照射摄像，但存在黑白照度偏高或对彩色有不利影响等缺点。

除此之外，经过特殊设计的红外低照度彩色摄像机，其对红外线的感光灵敏度比普通彩色摄像机高4倍以上，随着生产成本的不断降低，将会成为夜视系统摄像机的主流。

(2)要求低照度摄像机的最低照度要真实
摄像机的最低照度是当被摄景物的光亮度低到一定程度而使摄像机输出的视频信号电平低到某一规定值时的景物光亮度值。

以使用F1．2的镜头为例，当被摄景物的照度值低到0．02Lux时，其输出视频信号幅度为标准输出700mV的50-33%，则称此摄像机的最低照度为0．02Lux／F1．2。

购买摄像机时要注意生产厂家标称最低照度的真实性。

因为市场上已发现有两种不正常情况，一种是标称“靶面照度”即CCD图像传感器上的光照度，它一般比景物照度低10倍左右。

另一类是厂家虚报最低照度，虽然标称0．01-0．02Lux，但实际最低照度仅为0．I-0．2Lux，因此，使用这种假0．02Lux
摄像机就无法与要求最低照度为
0．02Lux的红外灯配套使用。

(3)要求摄像机与镜头的尺寸规格要协调
目前市场上的CCD摄像机规格有1／2，1／3，1／4，如果红外灯标称的有效距离是
在1／2摄像机条件下试验的，这时如使用1／3摄像机或1／4摄像机有效距离就一定受影响，因为l／3摄像机的光通量只有1／2摄像机光通量的44%。

(4)电源供电
由于红外管的供电电流对工作电流影响十分敏感：在距离较远的多个红外灯同时采用DC12V集中供电时，由于电路衰减可造成各红外灯供电电压高低不一致，差别较大，电压偏低，影响发射功率，电压偏高可能烧坏灯泡，因此在条件许可的情况下，尽量采用AC220V供电为宜。