【正文】 因此觀察這一紫外線波段的光譜儀的內(nèi)部必須抽成真空，這個波段稱為真空紫外，適用于這一波段的光譜儀稱為真空紫外光譜儀?？梢姽饽芡高^的物質(zhì)，對于紫外線的某些波段卻會強(qiáng)烈的吸收。在電磁波譜中位于紫光和倫琴射線（X射線）之間的電磁輻射。軍事上常用紅外探測器來探測目標(biāo)，以及紅外通信等。紅外線容易被物體吸收，轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能；在通過云霧等充滿懸浮粒子的物質(zhì)時，不易發(fā)生散射，具有較強(qiáng)的穿透能力，紅外線應(yīng)用很廣，可用以焙制食品、烘干油漆以及進(jìn)行醫(yī)療等。在電磁波譜中，波長介于紅光和微波間的電磁輻射。光的電磁理論能夠說明光的傳播、干涉、衍射、散射、偏振等許多現(xiàn)象，但不能解釋光與物質(zhì)相互作用中的能量量子化轉(zhuǎn)換的性質(zhì)，所以還需要近代的量子理論來補(bǔ)充。當(dāng)時從上述的公式中看不出n應(yīng)隨著光的波長λ而改變，因而無法解釋光的色散現(xiàn)象。按照麥克斯韋的理論式中c為真空中的光速。電磁輻射不僅與光相同，并且其反射、折射以及偏振之性質(zhì)也相同）由麥克斯韋的理論研究表明，空間電磁場是以光速傳播，這一結(jié)論已被赫茲的實驗證實。在電視系統(tǒng)中分辨本領(lǐng)常稱為分解力。也有以這種定義的倒數(shù)來表示的（如β譜儀），稱為“分辨率”。比值越大分辨本領(lǐng)越高。目前一般的光學(xué)顯微鏡的分辨本領(lǐng)可達(dá)2105厘米，電子顯微鏡可達(dá)2～3108厘米；（實際分辨本領(lǐng)受觀察地點的大氣條件影響，一般要比理論分辨本領(lǐng)小），人的眼睛分辨本領(lǐng)約為1分。隨著儀器和所要分開的量值性質(zhì)不同，分辨本領(lǐng)有不同的衡量方法。由于這些優(yōu)點，通常用衍射光柵可以準(zhǔn)確地測量光的波長。由此可見在光柵衍射中，僅當(dāng)j角滿足（a+b）景，對給定的入射單色光波來說，光柵上每單位長度的狹縫條數(shù)愈多，亦即光柵常數(shù)a+b愈小，各級明條紋的間隔也愈大，因為這時的j角要大。當(dāng)j角適合條件時，由各個狹縫所射出的光波都將各自地由于干涉而抵消，形成暗條紋。上式中k是整數(shù)，表示明條紋的級數(shù)。時，由所有相鄰狹縫的相應(yīng)位置射出的光線的光程差是波長的整數(shù)倍，因而相互加強(qiáng)形成明條紋。因此，光柵的衍射條紋應(yīng)看作是衍射與干涉的總結(jié)果。對光柵中每一狹縫來說，均有單縫衍射的結(jié)果，由于光柵中有大量的等面積的平行狹縫，所以最后結(jié)果并不是每個單獨的狹縫所起的作用，這時最重要的作用來自各個狹縫所發(fā)出的光波之間的干涉。則a+b=d稱為“光柵常數(shù)”。在兩透鏡之間是一塊由一系列等寬等間隔的平行狹縫構(gòu)成的光柵。精制的光柵，在1厘米內(nèi)刻痕可以多達(dá)數(shù)萬條。當(dāng)一束平行單色光垂直照射在光柵上，光線經(jīng)過透鏡L后，將在屏幕E上呈現(xiàn)各級衍射條紋。而光柵的分辨本領(lǐng)則決定于刻痕的總數(shù)。全息光柵比用機(jī)械刻劃的光柵的條紋更密，條紋間隔誤差更小，因此在很大的應(yīng)用范圍里，刻劃光柵逐漸為全息光柵所取代。通常用塑料在做為母模的光柵上復(fù)制出與原刻線完全一樣的薄膜，把它貼在玻璃片上，制成所謂“復(fù)制光柵”或“摹擬光柵”。平面的稱為平面的光柵，凹面的稱為凹面光柵。利用光的多縫衍射原理使光發(fā)生色散的光學(xué)元件。應(yīng)當(dāng)指出，對任意衍射角j來說，AB一般不能恰巧分焦后，形成屏幕上亮度介于最明和最暗之間的中間區(qū)域。上述結(jié)果可用數(shù)學(xué)式表示為，當(dāng)j適合λ＜ asinj＜λ時為零級明條紋，當(dāng)j適合時為暗條紋，當(dāng)j適合時為明條紋。兩相領(lǐng)的波帶上，任何兩個對應(yīng)點（如A1A2帶上的G點與A2B帶上的G′點）所發(fā)出的光線的加周相差，所以到達(dá)P點時周相差仍然是π，結(jié)果任何兩個相鄰波帶所發(fā)出的光線在P點將相抵消。在單縫的例子中，可以作一些平行于AC的平面，使兩相鄰平面之間的分成AAA1AA2B等整數(shù)個波帶。BC=asinjP點條紋的明暗完全決定于光程差BC的量值。衍射角（衍射后的平行光束與入射平行光束所成的角）為j的一束平行光經(jīng)過透鏡后，聚焦在屏幕上P點。圖431所示為單縫衍射的說明圖。實驗指出，平行光（波陣面和透鏡的光軸相垂直）經(jīng)過透鏡后，會聚在焦面中間的光線相互加強(qiáng)而產(chǎn)生亮條紋，這就證明，周相相同的平行光線，經(jīng)過透鏡而被聚焦時，它們的周相仍然是相同的。光源S放在透鏡L1的主焦面上，因此通過透鏡L1后的光線是一平行光束。顯然，觀察這種繞射現(xiàn)象需要利用透鏡。圖429所示的單縫衍射情況就是一種菲涅耳衍射。在圖429中所示的衍射實驗裝置中，狹縫距光源和屏幕都很近，所以入射光和衍射光均是非平行光束。光斑的邊緣也將失去明顯的界限，變得模糊不清。當(dāng)狹縫從一定的寬度逐漸縮小時，穿過縫的光束也逐漸變窄，在屏幕E上的光斑ab隨之變窄，但是當(dāng)縫K縮小到一定程度時，屏幕上的光斑不僅不變窄，反而增寬，如圖中a′b′所示。從光源S發(fā)出的光線，穿過K后，在屏幕E上呈現(xiàn)光斑ab。因此光的衍射現(xiàn)象是光的波動性的最直接、最有力的證據(jù)。根據(jù)惠更斯一菲涅耳原理，不僅可以對光繞過障礙物邊緣偏離直線傳播的現(xiàn)象作一般性的解釋，而且能定量分析衍射圖樣的發(fā)光強(qiáng)度分布。光的衍射現(xiàn)象是光的波動性的最直接，最有力的實驗證據(jù)?！竟獾难苌洹抗饫@過障礙物偏離直線傳播而進(jìn)入幾何陰影，并在屏幕上出現(xiàn)光強(qiáng)不均勻分布的現(xiàn)象。這是因為光束經(jīng)過全息圖后又模擬出與原來物體相同的反射光波，這種重構(gòu)光波狀態(tài)的效應(yīng)稱為波前重建。感光膠片上記錄的干涉圖樣極為錯綜復(fù)雜，這樣的圖樣稱為全息圖。通過一束參考光束和一束被攝物體上的反射光束在感光膠片上迭加而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，可以實現(xiàn)上述的目的。普通的照相利用透鏡成像原理，在感光膠片上記錄反映被攝物體表面光強(qiáng)變化的平面像。不論是掠射或垂直入射，折射光的振動方向相對于入射光的振動方向，永遠(yuǎn)不發(fā)生半波損失。入射光在光疏媒質(zhì)中前進(jìn)，遇到光密媒質(zhì)界面時，在程中產(chǎn)生半波損失，這只是對光的電場強(qiáng)度矢量的振動而言。形成兩相干光線，這兩光線之間的光程差是所以現(xiàn)在我們求與O相距r處的空氣層厚度e，由圖中的直角三角形得r2＝R2（Re）2=2Ree因R＞＞e，所以e2＜＜2Re，可將e2從式中略去，于是上式說明e與r2成正比，所以離開中心愈遠(yuǎn)，光程差增加愈快，所【半波損失】光在被反射過程中，如果反射光在離開反射點時的振動方向?qū)θ肷涔獾竭_(dá)入射點時的振動方向恰好相反，這種現(xiàn)象叫做半波損失。如圖中所示。當(dāng)平行單色光垂直入射于凸透鏡的平表面時。在加工光學(xué)元件時，廣泛采用牛頓環(huán)的原理來檢查平面或曲面的面型準(zhǔn)確度。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。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的同心圓環(huán)。顯然，當(dāng)光在折射率為nn…的各介質(zhì)中行程各為dd2…，則光程為d=n1d1+n2d2+…=Σnidi例如，在折射率為n的介質(zhì)中，光行進(jìn)一距離d，光程即為乘積nd，由n的物理意義可知，光在該介質(zhì)中行經(jīng)距離d所需的時間，與光在真空中行經(jīng)nd距離所需的時間相等。這時，光線b，是由光線b直接透射而來的，而光線a2是由光線a折入薄膜后在C點和B點處經(jīng)兩次連續(xù)反射后再透射出來的，這兩次反射均在光疏媒質(zhì)面上發(fā)生，所以不存在反射時的半波損失，因此，這兩束透射的相干光的光程差是由此可見當(dāng)反射光相互加強(qiáng)時，透射光將相互減弱；當(dāng)反射光相互減弱時，透射光將相互加強(qiáng)。這樣，不同的干涉明條紋和暗條紋，相應(yīng)地具有不同的傾角，而同一干涉條紋上的各點都具有同一的傾角，因此這種干涉條紋叫做等傾干涉條紋。根據(jù)折射定律n1sini=n2sinr，因此于是，干涉條件是（e到處一樣）來說，光程差是隨光線的傾角（指入射角i）而改變的。從圖中可以看出，光線a在薄膜（折射率為n2）中經(jīng)歷路程ACB到達(dá)B點，而光線b在原媒質(zhì)（折射率n1＜n2）中經(jīng)歷路程DB而在B點反射。對薄膜來說，AB的長度比光源S到薄膜的距離小得很多，因此∠BSA非常小，可以認(rèn)為SA和SB是相互平行的。關(guān)于薄膜上所發(fā)生之干涉現(xiàn)象（單色光），如果有兩條平行入射到薄膜上，如圖427中的a和b，b在薄膜上表面的反射光線為b1，a由膜的上表面折射到下表面的C點再反射到B點，又折回a1與b1重合。被反射的光線抵達(dá)C處，又在該處分為兩部分，一部分折射為平行于S1之S2，另一部分被反射后則沿CD路線而抵達(dá)D處。反射部分以S1來表示，折射至B處者又會照樣地有一部分立即被反射，及另一部分被折射。如圖426，SA是一束單色光，斜射到厚度為d之皂液薄膜P1P2上。如果用單色光代替白光，則彩色現(xiàn)象會立即消失，而出現(xiàn)的便是一些彩色條紋的花樣類似于明暗相間的條紋。不但如此，這些橫條紋還會慢慢地向下移動，愈靠近框架上緣則愈寬。其中一部分是由反射光產(chǎn)生的干涉條紋，而其余的則從皂液膜中透過去。所有上述的各例中，均是由薄膜干涉現(xiàn)象引起的。如果P點為暗點，按干涉條件，有由此可知某明（暗）條紋與中點O的距離與光之波長及光源到屏幕的距離成正比，與二針孔間的距離成反比。從圖中直角三角形S1PN1和S2PN2，可知兩式相減后，得因D＞＞2a，所以r2+r1≈2D，因此如果P為一亮點，按干涉條件，光程差應(yīng)等于波長的整數(shù)倍，即或這里K=0相應(yīng)于在O點處的中央明條紋。從S1與S2所發(fā)出的光，到P點處的光程差是：干涉明暗條紋的條件由圖425所示，設(shè)相干光源S1與S2之間的距離為2a，到屏幕E的距離為D，已知D＞＞2a。另外，如果用白光作實驗，在屏幕上只有中央條紋是白色的。當(dāng)用不同的單色光源作實驗時，各明暗條紋的間距并不相同。在兩列波的波峰與波谷相重疊之點必為暗點，這些暗點至S1與涉條紋如圖424所示，它是以P0點為對稱點而明暗相間的條紋。當(dāng)兩列波的波峰和波峰或波谷和波谷相重疊之點必為亮點。若X為屏幕上某一明（或暗）條紋與中心點O的距離，D為雙孔所在面與屏幕之間的距離，2a為兩針孔S1，S2間之距離（通常小于1毫米），λ為S光源及副光源SS2所發(fā)出的光之波長。其方法是，使太陽光通過一擋板上之小孔使成單一光源，再使此單一光源射到另一擋板上，此板上有兩相隔很近的小孔，且各與單光源等距離，則此兩同相位之兩光源在屏幕上形成干涉條紋。光的干涉現(xiàn)象是光的波動性的最直接、最有力的實驗證據(jù)。由于薄膜的上下表面的反射光來自同一入射光的兩部分，只是經(jīng)歷不同的路徑而有恒定的相位差，因此它們是相干光。之方法叫做分振幅法。由于波陣面上任何一部分都可以看成為新光源，而且同一波陣面的各個部分有相同的位相，所以這些被分離出來的部分波陣面可作為初相位相同的光源，不論點光源的位相改變得如何快，這些光源的初相位差卻是恒定的，楊氏雙縫、菲涅耳雙面鏡和洛埃鏡等都是產(chǎn)生這類分波陣面的干涉裝置。為了解決發(fā)光機(jī)制中初相位的無規(guī)則迅速變化和干涉條紋的形成要求相位差恒定的矛盾，可采用把同一原子所發(fā)出的光波分解成兩列或幾列，使各分光束經(jīng)過不同的光程，然后相遇，這樣，盡管原始光源的初相位頻繁變化，分光束之間仍然可能有恒定的相位差，因此可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象?？赡恳暦直娴母缮鏃l紋有23條。由于60年代激光的問世，使光源的相干性大大提高，同時快速光電探測儀器的出現(xiàn)，探測儀器的時間響應(yīng)常數(shù)縮短，以至可以觀察到兩個獨立光源的干涉現(xiàn)象。從微觀上看，光子只能自己和自己干涉，不同的光子是不相干的；但是從宏觀上看，干涉現(xiàn)象卻是大量光子各自干涉結(jié)果的統(tǒng)計平均效應(yīng)。這些斷續(xù)、或長或短、初位相不規(guī)則的波列的總體，構(gòu)成了非相干的光波。這就是說，原子輻射的光波并不是一列連續(xù)不斷、振幅和頻率都不隨時間變化的簡諧波，即不是理想的單色光。由于輻射原子的能量損失，加上和周圍原子的相互作用，個別原子的輻射過程是雜亂無章而且常常中斷，持續(xù)時間甚短，即使在極度稀薄的氣體發(fā)光情況下，和周圍原子的相互作用已減至最弱，而單個原子輻射的持續(xù)時間也不超過103秒。不發(fā)生干涉的兩個光源，只說明它們沒有發(fā)出相干涉?！竟獾母缮妗績闪谢蚨嗔泄獠ㄔ诳臻g相遇時相互迭加，在某些區(qū)域始終加強(qiáng)，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。利用電磁波的干涉，可作成定向發(fā)射天線。單色光波的干涉圖樣是明暗相間的條紋，復(fù)色光產(chǎn)生彩色條紋。波在交迭的區(qū)域中，有些地方振動被加強(qiáng)，有些地方振動被減弱，形成明暗相間的“干涉圖樣”。【干涉】發(fā)出具有相同頻率、相同振動方向和恒定相位差的兩列（或兩列以上）波在空間迭加時，在交迭區(qū)的不同地點加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象。如果光的頻率為γ，則光子的能量為hγ（h為普朗克常數(shù)，動量為hγ/c，質(zhì)量為hγ/c2）。1905年愛因斯坦在解釋光電效應(yīng)時首次指出了光子的存在，從而揭示了光的波粒二象性。基本粒子的一種，光子不顯電性。這種關(guān)于光的波粒二象性的認(rèn)識，是量子理論的基礎(chǔ)。但在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，許多有關(guān)光和物質(zhì)相互作用的現(xiàn)象，如光電效應(yīng)，不能用波動說來解釋，這促使愛因斯坦于1905年提出光是一種具有粒子性的實物（光子）。這種學(xué)說認(rèn)為光由光源發(fā)出的微粒、它從光源沿直線行進(jìn)至被照物，因此可以想像為一束由發(fā)光體射向被照物的高速微粒?！竟獾奈⒘Ｕf】關(guān)于光的本性的一種學(xué)說。這一理論能夠說明光的傳播、干射、衍射、散射、偏振等許多現(xiàn)象。19世紀(jì)60年代英國物理學(xué)家麥克斯韋在理論研究中發(fā)現(xiàn)，振動著的電荷或迅速交變的電流都會激起其周圍的電磁場，并以波的形式向外傳播，其傳播速度與光速相同，從而提出光是電磁波的假說。這種學(xué)說直到19世紀(jì)初當(dāng)光的干涉和衍射現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后才得到廣泛承認(rèn)。他在17世紀(jì)創(chuàng)立了光的波動學(xué)說，與光的微粒學(xué)說相對立?！竟獾牟▌诱f】關(guān)于光的本性的一種學(xué)說。接收機(jī)先把由天線傳來的高頻信號放大，然后加以檢濾，再把高頻電信號變成可用儀表測量和記錄的低頻電信號，或變成直接進(jìn)行照相的圖形。它主要用于分米、厘米和毫米波波段無線電波的接收。由許多作為半波振子的金屬棒構(gòu)成的，稱為“振子天線”，專用于米波波段無線電波的接收。天線用來接收天體發(fā)射的無線電波，相當(dāng)于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的物鏡。專門用來接收由天體發(fā)來的無線電波的儀器。望遠(yuǎn)鏡種類很多，但基本原理還是光的折射和反射。天文望遠(yuǎn)鏡分為折射式、反射式和折反射式三種。A″B″的視角遠(yuǎn)大于直接用眼睛看遠(yuǎn)處物體的視角，因此從望遠(yuǎn)鏡中看到的物體使人覺得離自己既近而又清楚。調(diào)節(jié)目鏡L2與物鏡L1的距離使L2的前焦點和物鏡的焦點重合，所以實像的A′B′位于L2和它的焦點之間，但距焦點很近的地方，L2以A′B′為物，形成放大的虛像A″B″。開普勒望遠(yuǎn)鏡的原理如圖423所示。這種裝置便稱為棱鏡望遠(yuǎn)鏡，它的視野較大。用以接收和測量天體無線電輻射的儀器稱為射電