一、光的基础知识
⒈可见光的光谱特性
（1）可见光的定义
光是一种具有能量的物质，是一种频率很高的电磁波，它以
电磁辐射的方式将其能量向外传播。
对整个电磁波而言，包括：无线电波、红外线、可见光、紫
外线、X 射线、宇宙射线等。
其频率范围大约在10 5 -10 25 （波长为3×10 3 --3×10 -17 m）。
波长在380—780mm 范围内的电磁波，人眼可以直接看到，所
以称为可见光。
对整个电磁波而言，可见光所占的频带（也称波谱）是很窄的，如图1-24所示。
图1-24电磁波波谱及可见光光谱
（2）可见光的光谱特性
①光谱
由光学原理知，当光（波）从一种媒质进入另一种媒质时，
2 传播的方向将发生变化。
这种现象叫做光的折射。
而光折射的角度与其波长有关，即波长越短折射角度越大。
若将一束白光（太阳光）投射到一块玻璃三棱镜上，就会分
解出红橙黄绿青蓝紫七种彩色光。
把这七种彩色光所排成的光带
叫光谱，如图1-25 所示。
图1-25 太阳光的棱镜分解
出现上述现象的原因就是不同波长的光通过同一媒质时，其
折射率不同所致。
即换句话说，不同波长的光表现为不同颜色。
②单色光：只含单一波长的光称为单色光，也叫谱色光。
③复合光：包含两种或两种以上单色光混合的光称为复合
光，也叫非谱色光。
综上所述，白光可分解为不同波长的单色光，反过来单色光
也可以复合给人以白色光的感觉。
2．光源与色温
（1）光源
①光源的定义：通常把自身能够发光的物体叫做发光体。
在
物理学中叫光源。
3 ②光源分类
A．天然光源如太阳、恒星等。
B．人造光源如白炽灯、钨丝灯、日光灯等
（2）光源的色温
①绝对黑体：是指既不反射，也不透射，而完全吸收入射光
的理想物体叫绝对黑体。
绝对黑体不仅能全部吸收外来的入射光，而且在黑体温度升
高后能以电磁波的形式向外辐射能量，这种现象称为黑体辐射。
它较之在相同温度下的任何其它物体的辐射能力都强，故大功率
的散热片上都涂上黑色，以利散热。
②绝对黑体的辐射功率分布
绝对黑体随着温度的升高，辐射功率显著增加，并向波长变
短的方向移动。
这一现象说明，受热物体的亮度随温度上升而迅
速增加，同时发射的颜色也将发生变化。
③色温
在近代照明技术中，统称为“白光”的光谱成分的分布并不
相同。
光谱能量偏重于波长较长端（红光）的称“热白光”，偏重于较短波长的称“冷白光”，它们将会引起彩色视觉的差异。
为便于白光的比较和计算，引入了色温的概念。
当绝对黑体在某一特定温度下所辐射的光，与某一光源的光
具有相同特性时，则绝对黑体的这一温度就定义为该光源的色
温。
单位为K。
4 例如，一个钨丝灯泡的温度保持在2800K 时，它所发出的白光，与温度保持在2854K的绝对黑体所辐射的白光的功率频谱相当，称该灯泡发出的白光其色温就是2854K。
⑶标准光源
物体的颜色与照明的光源有密切的关系。
从景物表面反射的
颜色（彩色），随着照明光源的不同而有所区别。
电视能否高度
逼真地传送彩色，与光源有很大关系。
按国际规定有以下五种：
①A 光源相当于钨丝灯泡在2800K 时发出的光，其色温
2854K。
其频谱能量主要集中在红外线区域，所以其光不如太阳
光白，总带有橙红色。
②B 光源接近正午直射太阳光。
相关色温4800K。
可用特
制的滤色镜由A光源得到B光源。
③C光源相当于白天的自然光，频谱能量主要集中在400nm
–500nm（纳米），可见该光源含蓝色成分偏多，相关色温6800K。
也可由A光源经滤色镜得到。
④D65光源相当于白天的平均照明光，相关色温为6500K。
其频谱能量主要集中在400nm –500nm 处，近年来被用作彩色电视的PAL制标准白光。
它可由彩色显象管的三种荧光粉发出的光混合而得到。
⑤E光源E光源是色度学中的一种假想白光，实际并不
存在，其概念仅用于色度学的计算。
它是由可见光范围内所有波
长的光都具有相等的辐射功率时，所形成的一种白光。
相关的色
5 温5500K。
3. 物体的颜色
⑴取决于物体本身的物理特性。
①不透明物体的颜色
不透明物体的颜色取决于物体表面对各种波长光的反射特
性。
如果物体表面对所有波长光全部吸收，则呈现黑色。
若只对
某一波长的光呈反射特性，而吸收其它波长的光，则呈现反射击
光的颜色。
例如，一张白纸呈现白色是因其对所有波长的光反射特性均
一样。
一块红布，只因其对红光反射，而吸收其它波长的光，所
以就是红色。
②透明物体的颜色
透明物体的颜色是由该物体透射的光谱成分决定的。
如果能
全部透过可见光的光谱成分，则该物体是无色的透明体；如果只
透过某一波长成分，则看到的颜色就是该透射波长的颜色。
例如，只透射红光的物体，呈红色透明体。
摄像机镜头前加
的滤色片，就是某种颜色的滤色片。
⑵取决于照明光源
前面讲的都是在白色（太阳光）光照射下产生的颜色。
但是，
照射光源不同，即使是同一物体反映的颜色也是不同的。
例如，
白光照射红色物体呈红色，而改用绿光照射红色物体，则呈黑色。
6 因为白光照射红色物体呈红色，说明该物体对绿光吸收，而
改用绿光照射该物体时绿光被吸收，故呈黑色。