簡介
光線束是從光源輻射的光能的定向投影。當陽光透過雲層、樹葉或窗戶等介質過濾時,會形成光線束(一束陽光)。 為了人為地產生光束,在許多照明設備中使用燈和拋物面反射器,例如聚光燈,汽車前燈,PARCAN和LED。 某些類型的雷射器發出的光有最小可能的光束髮散。
在光學中,光線束是用來描述一束電磁輻射或帶電粒子束的幾何結構,通常以窄錐體或圓柱形的形式出現。在方位角和高程中強束的天線常被稱為“鉛筆梁”天線。例如,相控陣天線可以發出一束極薄的光束。這種天線用於跟蹤雷達。
在光學中,透鏡的聚焦作用通常用光線束來描述。除了圓錐形和圓柱形光線束筆外,還可以處理散光光線束。
在電子光學中,掃描電子顯微鏡使用窄束光束來達到深景深。
輻射治療中使用的電離輻射,無論是光子還是帶電粒子,如質子治療和電子治療機器,有時都是通過光線束掃描來實現的。
物理學中的光線束
入射光線
在光的反射現象中,從一種介質照射到介質界面的光線,稱為入射光線。
反射光線
光從一種介質傳播到另一種介質時,在介質交界面反射回原介質的現象叫做光的反射,被反射回原介質的光線,稱為反射光線,入射到交界面的光線稱為入射光線。
註:真實的自然界中不存在光線,光是一種波和粒子。光的反射原理也有誤,因為根據光的反射原理,如果將遙遠光源用凸透鏡聚焦成一點,那么這一點的亮度將無限大。但這在物理學上不成立,因為物理學上不能有無限,實際上它不會成為一點,只會變成一個牛眼狀的光圈。
光的反射原理
當光線射到界面上,反射角等於入射角(兩角相等);
入射光線、反射光線與法線在同一個平面內(三線共面);
入射光線、反射光線分別在法線的兩側,並關於法線對稱(兩線分居)。
折射光線
當一束光線在一種介質斜射入另一種介質或在同一種不均勻介質中傳播時,方向發生偏折後形成的光線。
幾何概念
在幾何光學中,不把光看做電磁波,而看作為光能量傳播方向的幾何線,這種幾何線稱為光線束。
表示光的傳播方向的直線稱為光線束,光線是一種幾何的抽象。在實際當中不可能得到一條光線束。
光線束的分類:入射光線、反射光線、折射光線。
可見光線束
從側面看,只有一部分光線被物體分散,才能看到光束:像灰塵、水滴(霧、霧、雨)、冰雹、雪、煙或諸如鳥類等較大物體的微小顆粒。 如果光路中有很多物體,那么它看起來像一個連續的光束,但是如果只有幾個物體,那么光線可以看作幾個單獨的亮點。 在任何情況下,來自光束的光的這種散射以及來自側面的光束的最終可見度被稱為廷德爾效應。
側面可見性作為副作用
手電筒(“火炬”),手動導光;
前大燈 燈安裝在車輛中,或者安裝在人的前額上,例如, 內置成頭盔;
燈塔,橫樑橫掃;
探照燈,光束指向某物。
側面可見性作為目的
為了從側面觀察光束,有時使用霧霾機器或霧化機。兩者之間的區別在於霧本身也是一種視覺效果。
雷射照明顯示 - 雷射束通常用於視覺效果,通常與音樂結合使用。
探照燈常用於廣告,例如汽車經銷商; 光束在大面積上是可見的,並且(至少在理論上)可以通過將光束跟隨到源來找到經銷商或商店。 這也曾經是為電影首映式做的;揮舞著探照燈的光束仍然被看作是二十世紀福克斯電影製片廠標誌的設計元素。
作用
沒有光就沒有色彩,世界上的一切都將是漆黑的。對於人類來說,光和空氣、水、食物一樣,是不可缺少的。眼睛是人體最重要的感覺器官,人眼對光的適應能力較強,瞳孔可隨環境的明暗進行調節。但如果長期在弱光下看東西,視力就會受到損傷。相反,強光可使人眼瞬時失明,重則造成永久傷害。人們必須在適宜的光環境下工作、學習和生活。另一方面,人類活動可能對周圍的光環境造成破壞,使原來適宜的光環境變得不適宜,這就是光污染。光污染是一類特殊形式的污染,它包括可見光、雷射、紅外線和紫外線等造成的污染。可見光污染比較多見的是眩光。例如每當夜晚在馬路邊散步時,迎面而來的機動車前照明燈把行人晃得眼都睜不開,這就是一種光污染,叫做——眩光。
其他套用
(1)光通信:
光通信(Optical Communication)是以光線束為載波的通信方式。增加光路頻寬的方法有兩種:一是提高光纖的單信道傳輸速率;二是增加單光纖中傳輸的波長數,即波分復用技術(WDM)。
(2)紅外遙控:
紅外遙控的發射電路是採用紅外發光二極體來發出經過調製的紅外光線束;紅外接收電路由紅外接收二極體、三極體或矽光電池組成,它們將紅外發射器發射的紅外光轉換為相應的電信號,再送後置放大器。
(3)雷射瞄準鏡:
雷射發射按鈕用軟線與瞄準具本體相連,因此可安置於武器合適位置上。瞄準具本體可用北約標準支座或特別的支座與武器連線。該瞄準具發射一束雷射光線束,光軸經校正與武器軸線平行後,可用雷射光斑指示武器對目標的瞄準點。該瞄準具必須與夜視眼鏡一起使用,射手才能迅速捕捉到目標。