激光和自然光的區(qū)別
激光和自然光的區(qū)別
我們能看見東西因?yàn)橛泄庠?,那么激光與自然光的根本區(qū)別?下面是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的激光和自然光的區(qū)別,供大家閱覽!
激光與自然光的根本區(qū)別
激光只有一種精確的顏色,單色及一種波長而自然日光有7種顏色。
激光的射線是連慣性地沿直線轉(zhuǎn)動(dòng)的(單一顏色, 單一波長)而自然日光的光線不是連慣的(因?yàn)樽匀蝗展庥?種顏色,7種差異的波長) 激光的光線是很集中的,能夠照準(zhǔn)在一個(gè)焦點(diǎn)。即使在遠(yuǎn)處,光線激光的光線也能夠照準(zhǔn)在一個(gè)焦點(diǎn)上。而自然日光的光線是分散的,所以光線是比較弱。
激光最主要的特性之一便是可以產(chǎn)生高得出奇的亮度,或者說具有極高的發(fā)光強(qiáng)度。地球上任何一種已知材料,無論其熔點(diǎn)多高,在強(qiáng)激光照射下1秒鐘 之內(nèi)即可開始?xì)饣?任何一種金屬或鉆石,不管其硬度多大,激光均可輕而易舉地對(duì)它打孔。那么,激光為什么會(huì)具有如此高的發(fā)光強(qiáng)度呢?
原來,一個(gè)普通光源的發(fā)光,從時(shí)間上講,一般是持續(xù)不斷地發(fā)射,例如一只燈泡,通電后就一直在發(fā)光,直到切斷電源為止;從空間上講,則是向四面 八方傳播,因而一只燈泡可以照亮整個(gè)房間。這就是說,普通光源發(fā)出的光能量無論時(shí)間上還是空間上都彌散開去,所以難以產(chǎn)生極高的強(qiáng)度。
激光則與此截然不同,它的能量可以在非常短的時(shí)間內(nèi)爆發(fā)出來,目前最短可以達(dá)到幾個(gè)飛秒(1飛秒=10-15秒),這比我們“一眨眼”的時(shí)間不 知短了多少倍!而且,其能量往往集中在一條極細(xì)的光束中,例如光束直徑只有若干微米(1微米=10-6米),且?guī)缀鯚o發(fā)散地向前傳播。此外,激光具有非常 純的顏色,這在物理學(xué)中稱為單色性,由此,可以通過適當(dāng)?shù)耐哥R變換將光束進(jìn)一步“壓窄”。正是這些特性使激光可以產(chǎn)生極高的亮度。
隨便一個(gè)中等強(qiáng)度的激光器就可以產(chǎn)生比太陽表面高得多的亮度,世界上這樣的激光器豈止千萬臺(tái),開動(dòng)起來豈不將地球焚為灰燼?
回答是完全不會(huì)出現(xiàn)這種情況,原因是激光為一條極細(xì)的光束,因而只能在很小的區(qū)域上產(chǎn)生高亮度,而且都是在需要的地方,例如,想在某堅(jiān)硬物品上打一個(gè)孔,就將激光對(duì)準(zhǔn)要打孔的地方,該點(diǎn)很快被穿透,周圍卻絲毫無損。
總之,激光之所以具有高得出奇的發(fā)光強(qiáng)度,是和它具有非常好的方向性與單色性分不開的。
自然光是什么?
1.普通光源中各個(gè)分子或原子內(nèi)部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化是隨機(jī)的,發(fā)光過程又是間歇的,他們發(fā)出的光是彼此獨(dú)立的,從統(tǒng)計(jì)規(guī)律上來說,相應(yīng)的光振動(dòng)將在垂直于光速的平面上遍布所有可能的方向,而且所有可能的方向上相應(yīng)光矢量的振幅(光強(qiáng)度)都是相等的。我們把“在垂直于光傳播方向的平面內(nèi)沿各方向振動(dòng)的光矢量呈對(duì)稱分布”的光就稱為自然光。
2.任何取向的一個(gè)光矢量都可分解為兩個(gè)相互垂直方向上的分量。
3.由于自然光的對(duì)稱性,所有取向的光矢量在這兩個(gè)方向上的分量的時(shí)間平均值彼此相等。因此自然光可分解為兩個(gè)任意垂直方向上的、振幅相等的獨(dú)立分振動(dòng),它們的相位之間沒有固定的關(guān)系,不能把它們疊加成一個(gè)具有某一方向的合矢量,兩者的光強(qiáng)度各等于自然光總光強(qiáng)度的一半。