1、學習好資料歡迎下載廣播電視技術基礎教程第三章電視技術基礎1光的特性光的特性是波粒二像性，即有波的特性又有粒子的特性，光是一種量子化的粒子, 同時也是一種電磁波。在X光波長以上呈波動性，具有波的性質：繞射、衍射、反射、干涉等等 以下呈粒子性，具有光電效應，可以產生光壓，等等直線傳播光速30萬公里/秒可見光：太陽是可見光的主要來源，也是熱和許多射線的輻射體。可見光只是太陽輻射眾多 電磁波中很少的一部分。17世紀的科學巨匠牛頓，也是光學大師，關于光的本性，牛頓是這樣認為的： 光是由一顆顆像小彈丸一樣的機械微粒所組成的粒子流，發光物體接連不斷地向 周圍空間發射高速直線飛行的光 粒子流，一旦這些光粒子進

2、入人的眼睛，沖擊視 網膜，就引起了視覺，這就是光的微粒說牛頓用微粒說輕而易舉地解釋了光的 直進、反射和折射現象由于微粒說通俗易懂，又能解釋常見的一些光學現象， 所以很快獲得了人們的承認和支持成功解釋了光的反射，但是不能解釋衍射等 性質。【牛頓的發現】大約在1663年，牛頓即開始熱衷于光學研究，磨玻璃、制作望遠鏡也在這 個時期。1666年，他購得一塊玻璃 三棱鏡，開始研究色散現象。為了這個目的， 牛頓在他的光學一書中寫道：“把我的房間弄暗，在我的窗板上開一個小孔， 以便適量的太陽光射入室內，就在入口處安置我的 棱鏡，光通過棱鏡折射達到對 面的墻上。”牛頓看到墻上有彩色的光帶，光帶之長數倍于原來的

3、白光點，他意 識到這些彩色就是組成白色太陽光的原始 光色。為了證明這一點，牛頓進一步做 實驗。在光帶投射的屏上也打一個小孔，讓光帶中彩色的一部分穿過第二個小孔， 經過放在屏后的第二個 棱鏡折射投到第二個屏上，又讓第一棱鏡繞它的軸緩慢轉 動，只見穿出第二個小孔落在第二屏上的像隨著第一棱鏡轉動而上下移動。于是看到，為第一棱鏡折射最大的藍光，經過第二棱鏡也是折射得最大；反之，紅光 被前后兩個棱鏡折射得最小。于是牛頓作出結論：“經過第一棱鏡折射后所得長 方形的彩色光帶不是別的，正是由不同的彩色光所組成的白色光經折射而形成 的。”也就是說：“白光本身是由折射程度不同的各種彩色光所組成的非均勻的 混合體。

4、”這就是牛頓的光色理論。它是通過實驗建立起來的，牛頓自稱這個實 驗為“關鍵性實驗”。這個實驗可說是一個半世紀后J.von夫瑯和費建立光譜術 的基礎。事實上牛頓在他的光學第 1卷命題4問題1中用過12英寸長、 寬僅1/10或1/20英寸的長方形的孔代替小圓孔，他說所得結果較前更清晰，但 沒有夫瑯和費線的記載。牛頓在這方面做了大量的實驗之后，于1672年把他的結論用書信形式送交皇家學會評審。 不料竟引起一場尖銳的論戰。當時惠更斯反對他，胡克攻擊他尤甚。早在1665年胡克就在英國提出光的 波動理論，這只是 一個假說。惠更斯則把它完整起來，認為空間的以太是無所不在的，他把以太作 為振動的媒質，把媒質的

5、每一個質點都看成一個中心，在中心的周圍形成一個波， 惠更斯成功地用這個物理圖像來解釋光的反、折射、還以此來研究冰洲石的雙折射（但是光的波動學說的確立還有待于一個半世紀之后由英國的T.楊的干涉實驗來證明）。牛頓則持光的微粒說，他認為波動說的最大障礙是不能解釋光的直 線進行。他提出發光物體發射出以直線運動的 微粒子、微粒子流沖擊視網膜就引 起視覺。它也能解釋光的折射與反射，甚至經過修改也能解釋 F.M.格里馬爾迪 發現的“衍射”現象。但對薄膜形成的彩色，牛頓則承認微粒說不如波動說解釋 得明快。微粒說與波動說之爭在當時是十分激烈的，雙方爭論持續多年。當年光的微粒說與波動說之爭，現在可以引用 E.T.

6、惠特克的話來結束這樁公案：“當 A.愛因斯坦以M.普朗克的量子原理來解釋 光電效應，光的微粒思想經過一個世 紀的沉寂而在1905年又獲得了新生，并因此而導致 光量子存在的基本原理。他 的思想為實驗所充分肯定，特別是光子與電子碰撞所產生的 康普頓效應服從經典 的碰撞力學定律。而同時，關于光的波動性的實驗并沒有失效，于是我們不得不 承認波動說和微粒假說都是正確的。”無疑，牛頓的光學（Opticks）是和他的原理同為物理學的巨著，也是科學界的經典著作。光學第一版印于 1704年，在胡克逝世之后問世。光學最后部分以獨特的形式附上一份著名 的“問題”表，共提出31個“問題”（第一版提出16個“問題”）。

7、在“問題” 中所談到的不僅是 光的折射、反射等，還涉及光與真空，甚至重力、天體等問題。 在多處談到光的波動，涉及太陽光與物質的相互作用等問題， 這些問題涉及物理 學的諸多方面，富有啟發性，后人評價這些“問題”是光學中最重要的部分， 并非虛語。牛頓在光學一書中憑借實驗的結果與分析，建立了光的理論。但 在全書中沒有提起不同玻璃具有不同折射率，在全書中也沒有做消色差的實驗， 這或許是由于他當時還沒有獲得不同質玻璃的 三棱鏡的緣故。但是牛頓制造反射 式望遠鏡來避免物鏡的色散，卻是個妙法，迄今大型望遠鏡的制造還遵從此法。惠更斯認為一個理論正確與否，只能是看它是否能夠解決實際問題，因為光的微 粒說并不能解

8、釋光的所有現象，說明他的觀點并不完全準確而有很大的局限性。他在物理學家胡克的啟發和支持下， 開始研究牛頓環。牛頓環，又稱“牛頓圈”。 在光學上，牛頓環是一個薄膜干涉現象。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的 同心圓環。例如用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸， 在日光 下或用白光照射時，可以看到接觸點為一暗點，其周圍為一些明暗相間的彩色圓 環；而用單色光照射時，則表現為一些明暗相間的單色圓圈。 這些圓圈的距離不 等,隨離中心點的距離的增加而逐漸變窄。 它們是由球面上和平面上反射的光線 相互干涉而形成的干涉條紋。但是，這項科研受到各種條件的局限一直沒有明顯 的突破，惠更斯心情有些郁悶煩

9、躁，于是，放下手頭所有工作，出去旅游散心了。他來得到了美麗的海濱城市海牙。除了拜訪朋友，惠更斯常常一個人漫步到海邊 觀看大海的景致，他感嘆海的寬廣，他喜歡看從遠處一層一層疊過來的波浪，浪花激起拍打著海邊的石頭，霎時四濺。夜晚時分，月光灑在海面上，波光粼粼 的，燈塔的光也在海上忽閃忽閃得。大海讓 惠更斯心情平靜了很多，也思考了 很多，而海浪等奇妙而美麗的波動也讓惠更斯感到非常新奇，印象也很深刻。惠更斯外出旅游的時候還 是沒有忘記思考光的本質問題，突然有一天，他 腦海里不斷浮現海浪波動的情景， 他想：把兩塊石頭扔到海里激起兩列波， 它們 不就相互穿越卻不改變形狀嗎？惠更 斯立刻把自己的想法向朋友笛

10、卡爾說了， 笛卡爾當即表示特別支持，他對惠更斯說：懷疑的好，科學就是需要懷疑精神，除了思維，沒有不能懷疑的東西。但是你 不僅需要做試驗，還需要用數學推論 論證你的觀點。”惠更斯聽了以后大受鼓舞，他從水波得到的啟發繼續研究光波， 通過科學類 比提出了著名的提出光的 波動說”。惠更斯充滿信心地斷定：這一理論能解釋關 于光的所有特性以及微粒說不能解釋的光的折射、衍射等問題。然而，光的波動說一開始并沒有得到物理學界的一致認可，人們更相信牛頓的觀點。直到隨著各國物理學家相繼通過實驗和理論驗證了此觀點的正確性和預 見性，光的波動說才慢慢解開面紗，走入了世人的生活和思想。再后來，物理學 家證實光既具有微粒性

11、又具有波動性。人眼的色感覺，雖然在一定程度上反映了光譜分布的某些特點， 但決不能以 顏色來判斷光譜的分布。一定的光譜分布表現為一定的顏色同一顏色則可由不同光譜分布而獲得。2物體的顏色單色光：只含有單一波長成分的光； 復合光：包含兩種及以上波長成分的光。復合光作用于人眼，呈現混合色。例如，太陽輻射的光含有七種單色光的波譜, 但卻給認以白光的綜合感覺。彩色光的三要素（基本參量）亮度：光作用于人眼所引起的明亮程度的感覺；色調：彩色的類別； 飽和度：彩色的深淺程度色度：色調+飽和度本身不發光的物體呈現的顏色：決定于：a.光源；b.物體的屬性；c.人眼的視覺特性光的顏色：決定于：a. 該光源輻射中的輻射

12、光譜波長的分布；b. 人眼的視覺特性。色感是主觀和客觀相結合的系統所發生的生理-物理過程James Clerk Maxwell詹姆斯克拉克麥克斯韋，英國物理學家、數學家。經典電動力學的創始 人，統計物理學的奠基人之一。科學史上，稱牛頓把天上和地上的運動規律統一 起來，是實現第一次大綜合，麥克斯韋把電、光統一起來，是實現第二次大綜合， 因此應與牛頓齊名。1873年出版的論電和磁，也被尊為繼牛頓 自然哲學 的數學原理之后的一部最重要的物理學經典。麥克斯韋被普遍認為是對二十世 紀最有影響力的十九世紀物理學家。 沒有電磁學就沒有現代電工學，也就不可能 有現代文明。1831年生于蘇格蘭愛丁堡。他的智力發

13、育格外早，年僅十五歲時，就向愛 丁堡皇家學院遞交了一份科研論文。1847年，麥克斯韋16歲，中學畢業，進入愛丁堡大學學習。這里是蘇格蘭的最高學府。他就讀于愛丁堡大學，畢業于劍 橋大學。他成年時期的大部分時光是在大學里當 教授，最后是在劍橋大學任教。 他是班上年紀最小的學生，但考試成績卻總是名列前茅。他在這里專攻數學 物理， 并且顯示出非凡的才華。他讀書非常用功，但并非死讀書，在學習之余他仍然寫 詩，不知滿足地讀課外書，積累了相當廣泛的知識。在 愛丁堡大學，麥克斯韋獲 得了攀登科學高峰所必備的基礎訓練。你和我將長相廝守 在生機盎然的春潮里， 我的神靈已經 穿越如此廣闊的寰宇？ 我這就將我的整個生

14、命導入這生機盎然的春潮,將真正使三個自我穿越這世界的廣袤1858年7月4日麥克斯韋與凱瑟琳馬麗迪尤爾 （Katherine MaryDewar）（后來改為克拉克麥克斯韋姓即改為麥克斯韋的姓，取名凱瑟琳克拉 克麥克斯韋，他們結婚時，她34歲在維多利亞時代已經是一個老處女了。） 正式結婚，婚禮在阿伯丁舉行。1865年春辭去教職回到家鄉系統地總結他的關于電磁學的研究成果，完成了電磁場理論的經典巨著論電和磁，并于1873年出版。3色溫及標準光源光源定義：能自身發光的物體（物理輻射體）色與光密不可分：光是色的存在條件；色是人眼對不同光譜分布的主觀反映。將絕對黑體在一定光色下的絕對溫度稱為該光色的色溫。要

15、注意的是，色溫用來表示光源的光譜特性，并非光源的實際溫度。在電視技 術中引入“色溫”的概念，是為了進行色度的計算和白光的比較。我們知道，溫度在絕對零度（-273 C）以上的物體都會有連續的電磁輻射。但 是不同的物體的輻射能量是不同的。 為了衡量物體的電磁輻射能量的大小， 人們 設定了一個標準一一絕對黑體。絕對黑體是指在任何溫度下，對于各種波長的電 磁輻射的吸收系數恒等于1的物體。自然界并不存在絕對黑體。絕對黑體是一個 理想化的參考模型。在遙感熱紅外掃描儀系統中，裝有高溫黑體和低溫黑體，作 為探測地物熱輻射的參考源。實用的絕對黑體是由人工方法制成的。 一般說，物 體的輻射能量與其表面溫度有關，溫

16、度越高，輻射能量越大。換句話說，物體的 輻射能隨其溫度變化，輻射能的光譜分布也隨之變化。絕對黑體：即不反射，也不透射，而是完全吸收射入它光線的物體。?光源色溫的高低，反映其光譜成分的不同。色溫高，光源偏藍紫；色溫低光源偏紅橙。 標準光源?光源:2854K相當于60W鎢絲燈的色溫?光源:4800K上午直射光的色溫光源：6770K陰天色溫?D65光源：6500K 熒光屏色溫?攝象機常用色溫：3200K 新聞燈5600K 室外、陽光隱形戰機與常規被動隱身技術不同，常規被動隱身是靠外形布局和吸波材料來減少被敵方 雷達探測的可能，而等離子體隱身技術屬于主動反雷達隱身技術，像其他主動反雷達隱身技術一樣（包括電磁對消技術，具有壓制性干擾和欺騙性干擾的射頻 干擾機/雷達誘餌技術），等離子體是依靠自身特殊的物理性質以及對入射電磁 波的特殊作 用來達到隱身目的 輻射功率相同，波長不同的光，亮度感覺不同（相同亮度環境）輻射功率不同，波長不同的光，亮度感覺相同光的強弱的度量：光度學 說明功率和波長都是影響亮度感覺的因素什么是色溫？鎢絲燈發光時燈絲的溫度是多少？色溫又是多少？當光源的顏色