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為什么汽車(chē)霧燈用的是黃光?因?yàn)槿搜蹖?duì)黃光和綠光Z敏感。其實(shí)汽車(chē)燈的顏色與散射因素關(guān)系不大,因?yàn)樵陟F天環(huán)境下,米氏散射水平與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)。
●人眼對(duì)什么顏色的光Z敏感?
安裝在汽車(chē)上的燈的目標(biāo)是保持警惕,因此首先找出人眼對(duì)什么顏色的光Z敏感是有意義的。視覺(jué)神經(jīng)對(duì)不同波長(zhǎng)光的敏感敏捷性不同,對(duì)綠光Z敏感,對(duì)紅光和藍(lán)光Z低。國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)根據(jù)實(shí)現(xiàn)效果確定人眼對(duì)各種波長(zhǎng)光的敏捷性,稱為“光譜光視覺(jué)效率或視覺(jué)功能”。
在明亮環(huán)境下,即亮度大于3cd/m2時(shí),人眼的敏感波長(zhǎng),即光譜光服從峰對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)在555nm,屬于黃綠色光。
在黑暗環(huán)境下,即亮度小于0.001cd/m2時(shí),人眼的敏感波長(zhǎng)在507nm。
黃色波長(zhǎng):540-600納米,綠色波長(zhǎng):495納米~ 540納米,青色波長(zhǎng):460-495納米。
然后霧燈用黃光,很合理。那么剎車(chē)燈為什么要接受紅燈呢?那是紅色對(duì)人類有害的標(biāo)志,但人眼對(duì)此并不十分敏捷。
●光在介質(zhì)中的衰減與哪些因素有關(guān)?
光在大氣中傳播時(shí),大氣中有多種氣體分子、塵埃、煙霧、水汽等,使該處的輻射能被吸收、轉(zhuǎn)換和散射。這時(shí)候我們關(guān)注的是光的穿透,涉及到大氣分子對(duì)光的吸收和散射。
大氣分子對(duì)光的吸收
光波在大氣中循環(huán)時(shí),大氣分子在光波電場(chǎng)的作用下被極化,被迫以入射光的頻率振動(dòng)。光波要克服大氣分子的內(nèi)阻,消耗能量,體現(xiàn)在大氣吸收上。
構(gòu)成大氣的原子和分子有氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、氫氣、水等。其中氮和氧Z豐富,但幾乎不吸收可見(jiàn)光。
事實(shí)上,水和二氧化碳分子,尤其是水分子,在可見(jiàn)光區(qū)具有較寬的振動(dòng)結(jié)構(gòu),因此是可見(jiàn)光吸收Z(yǔ)強(qiáng)烈的分子,也是大氣光學(xué)衰減的重要因素。
當(dāng)入射光的頻率為大氣分子的固有頻率時(shí),發(fā)生共振吸收,此時(shí)光衰減達(dá)到Z大。事實(shí)上,少量其他分子,如氦、臭氧等,在可見(jiàn)光的近紅外區(qū)有相當(dāng)大的吸收,但在大氣中含量很少,一般不考慮它們的吸收。
這說(shuō)明光的穿透力在大霧中大大減弱,因?yàn)楣獗凰肿游樟恕?/span>
大氣分子對(duì)光的散射
當(dāng)晴好天氣下大氣優(yōu)良時(shí),由于氮、氧、二氧化碳等大氣分子的尺寸遠(yuǎn)小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng),因此考慮瑞利散射很重要。它的衰減系數(shù)與分子密度成反比,與波長(zhǎng)的四次方成反比。可見(jiàn)光波長(zhǎng)越長(zhǎng),散射越弱。
在有灰塵、鹽粒、雨雪、霧霾的環(huán)境中,這些顆粒的尺寸一般大于光的波長(zhǎng),所以考慮米氏散射很重要。米氏散射與顆粒大小、密度擴(kuò)散和折射率特性有關(guān),并且與光的波長(zhǎng)有關(guān)。
● 為什么汽車(chē)霧燈用的是黃光?
因?yàn)槿搜蹖?duì)黃光和綠光Z敏感。其實(shí)汽車(chē)燈的顏色與散射因素關(guān)系不大,因?yàn)樵陟F天環(huán)境下,米氏散射水平與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)。
當(dāng)氣候晴朗無(wú)煙霧時(shí),瑞利散射與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)。波長(zhǎng)越長(zhǎng),散射越弱。在這種情況下,紅光的波長(zhǎng)比黃光長(zhǎng),更不容易散射,所以紅光的穿透性更好。
現(xiàn)在的汽車(chē)一般都配有前后霧燈。前霧燈是黃色的,很可能是白色的,后霧燈是紅色的。其實(shí)轉(zhuǎn)向燈是純黃色的?,F(xiàn)在流行的日常LED行車(chē)燈都是白色的,并沒(méi)有特意做成黃色或者紅色,所以大家還是不需要過(guò)多解讀燈的顏色的含義。
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