普及可见光相关知识与历史

可见光(Visiblelight)是人类可见的电磁波，其波长范围一般为360-400nm~760-830nm，电磁波谱又称可见光谱(Visiblespectrum)，其频率范围为830-750THz~395-360THz。这个范围因人而异，有些人甚至可以看到310nm紫外光或11000nm近红外光。

光和可见光通常指的是相同的含义，但光也指红外光、紫外光，X光。

单波长可见光称为单色光，粉红色或洋红色等不饱和光由多个单色光组成。视力正常的人对波长约为555纳米的可见光最敏感，位于光谱的绿光区域。

可见光穿透地球大气层的大气窗，这也是人眼能识别这个波段的原因之一。

可见光谱历史

1704年，牛顿提出牛顿色环，显示音符对应的颜色。

13世纪，罗杰·培根提出，彩虹的形成过程类似于透过玻璃或水晶的光。17世纪，牛顿发现棱镜可以分解和重组白光，并在光学作品中写下了这一发现。

早期对光谱的两种解释来自艾萨克·牛顿的光学和歌德的色彩学。牛顿首先在1671年的光学实验描述中使用了光谱这个词(代表拉丁语中的外观和图像)。牛顿观察到一束阳光从一个角度射入玻璃棱镜，部分反射，部分穿透玻璃，呈现不同的色带。牛顿假设阳光是由不同颜色的小颗粒组成的，这些不同的颜色在穿透物质时有不同的前进速度。红光的速度比紫光快，导致穿过棱镜后红光的偏差(折射)小于紫光，产生各种光谱。

牛顿将光谱分为红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝和紫色七种颜色。根据古希腊哲学家的想法，他选择了这七种颜色，并与音符、太阳系已知的七颗行星连接起来，每周7天。然而，人眼对靛蓝频率的敏感性实际上相对较差，一些具有正常颜色识别能力的人说，他们无法区分靛蓝和紫色。因此，一些专家，如艾萨克·阿西莫夫和其他人都建议靛蓝不应该被视为颜色，它只是蓝色和紫色的不同区间。有证据表明，牛顿提出的靛蓝不同于现代定义，蓝色是蓝色，靛蓝是蓝色。

在18世纪，歌德在他的色彩学中提到了光谱，歌德使用光谱来代表阴影。哥德声称连续光谱是一种复合现象，而牛顿则认为仅限可见光谱是一种单独的现象，哥德观察到了更广泛的部分，他发现没有光谱范围，如红色、黄色和蓝色边界是白色的，在边界区域会有色光重叠。在19世纪，由于红外和紫外线的发现，可见光谱的概念更加清晰。1802年，杨第一次测量了不同颜色可见光的波长。

可见感知

人眼可见光的范围受大气层的影响。大气层对大多数电磁波辐射不透明，只有可见光波段和无线电通信波段等少数例外。许多其他生物可以看到的光波范围与人类不同。例如，一些昆虫，包括蜜蜂，可以看到紫外线波段，这对寻找花蜜非常有帮助。

光谱不能包含所有人眼和大脑都能识别的颜色，如棕色、粉色、紫色等，因为它们需要混合各种光波来调节红色的厚度。

可见光的波长可以穿透光学窗口，即可以穿透地球大气层而衰减较少的电磁波范围(蓝光散射严重于红光，这就是为什么我们看到天空是蓝色的)。人眼对可见光的反应是一种主观的定义方法(见CIE)，然而，大气层的窗口是通过物理测量来定义的。可见光窗之所以被称为可见光窗，是因为它只覆盖了人眼可见光谱。接近红外线(NIR)窗户正好在人眼可见区外，中波长红外线(MWIR)和远红外线(LWIR，FIR)远离人眼可见区段。

可见光源

可见光的主要自然光源是太阳，主要的人工光源是白炽物体(尤其是白炽灯)。它们发射的可见光谱是连续的。气体放电管也发射可见光，其光谱是分离的。通常使用各种气体放电管和滤光片作为单色光源。

光谱色

众所周知，彩虹光谱包括所有单波长的可见光，即纯单色光。虽然是连续光谱，但相邻两种颜色之间没有明显的边界，但上述波长范围是常用的近似值。