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奧林巴斯顯微鏡:光的反射

2013-10-16  發布者:admin 

光的反射(和其他形式的電磁輻射)時,會發生波遇到的表麵或其他邊界不吸收的輻射能量,並遠離表麵反彈浪。可見光反射最簡單的例子是表麵光滑的遊泳池水,入射光體現在有條不紊地產生清晰的圖像周圍的風景池。扔一塊石頭入池(見圖1),水的擾動,形成波浪,擾亂了在所有方向上的反射光線散射反射。

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一些最早的賬目光反射源於古希臘數學家歐幾裏得,公元前300年左右,進行了一係列的實驗,並出現反射光的方式,有一個很好的理解。然而,它是不是直到千禧年半後,阿拉伯科學家的海桑提出法律說明到底發生了什麽光線來襲時光滑的表麵,然後反彈到太空。

入射光波被稱為作為入射光波,被稱為波反彈遠離表麵的反射波。被引導的一麵鏡子以一個角度入射到表麵上的可見的白色光被反射回空間由所述反射鏡表麵在另一個角度(反射)的入射角相等,對提交的光束的動作光線從手電筒光滑,平坦的反射鏡,在圖2中。因此,光的入射角等於可見光以及可用於所有其它波長的電磁輻射光譜的反射角度的影響。這個概念通常被稱為“反思重要的是要注意,光分離成它的組成顏色,因為它沒有“彎曲”或折射,所有的波長都被以相等的角度反射。最好的用於反射光的表麵非常光滑,諸如玻璃的反射鏡或拋光的金屬,雖然幾乎所有的表麵反射光在一定程度上。

由於光的行為就好像它是由粒子組成的,如波浪和其他方式在某些方麵已經出現幾個獨立的光的反射理論。據波為主的理論,光波攤開在所有方向上從源頭上,並取得子時,都體現在哪個角度光到達確定的角度。反轉每一波的反射過程中背到前麵,這就是為什麽觀察倒車影像。光波的形狀取決於光源的大小的波已到達達到鏡麵。源於鏡源附近的波陣麵,將高度彎曲,而那些遙遠的光源發出的幾乎是線性的,一個因素會影響反射的角度。

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根據粒子理論,從波的概念中的一些重要的細節不同,光到達上麵的反射鏡中的微小粒子,被稱為光子,這相差的衝擊時的表麵反彈的流的形式。由於粒子是如此之小,他們的旅行非常接近(幾乎並排),並從不同點反彈,所以它們的順序是相反的反射過程中,製作一個鏡像。然而,不管光線是否是作為粒子或波,反射的結果是相同的。的反射光產生一個鏡像。

被物體反射的光的量,以及它是如何被反射,高度依賴於表麵的平滑度或紋理的程度當的表麵缺陷小於入射光的波長(如鏡子的情況下),幾乎所有的光被反射相同。然而,在現實世界中,大多數對象有錯綜複雜的表麵,表現出漫反射,在各個方向的入射光被反射。很多的對象,AG亚游集团隨便查看每天(人,車,房子,動物,樹木等)不自己發出的可見光,但反映的事件自然的陽光和人工光源。比如,會出現一個蘋果有光澤的紅色,因為它有相對光滑的表麵,反射紅色光,並吸收其他非紅色的波長的光(如綠色,藍色和黃色)。的光的反射,可以大致分為兩種類型的反射, 從光滑的表麵反射的光以一定的角度被定義為鏡麵反射漫反射,而產生粗糙的表麵,往往以反射光在所有方向上(如上圖3)。AG亚游集团還有更多的出現在AG亚游集团的日常生活環境中的鏡麵反射漫反射比。

以可視化的鏡麵反射和漫反射的差異,考慮兩個非常不同的表麵光滑的鏡子和粗糙表麵微紅。鏡子反射的白色光(如紅色,綠色,和藍色波長)的所有的組件幾乎是同樣的,反射的鏡麵光遵循的軌跡具有相同的角度,從常規的入射光。粗糙表麵微紅,但是,並不反映,因為它吸收所有波長的藍色和綠色成分,反映了紅燈。此外,從粗糙表麵的漫反射的光被分散在各個方向。

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鏡麵反射,這是AG亚游集团每天遇到的,也許最好的例子是一個家庭的一麵鏡子,人們可以使用,每天多次查看其外觀所產生的鏡像光滑的反射鏡子的玻璃表麵呈現虛擬圖像的光直接反射回入眼睛的觀察員。此圖像被稱為“虛擬”,因為它實際上是不存在的(不產生光)和後麵的平麵上的反射鏡的假設,大腦自然出現。在這發生的方式是最簡單的可視化上的觀察者一側的下一個對象的反射時,使光從物體撞擊在一個角度的鏡子,並在一個等於角觀察者的眼睛的反射。當眼睛接收的反射光線,大腦假設光線已經達到了眼睛的直接直線路徑。向後向反射鏡的光線追蹤,大腦感知的鏡子後麵的位置的圖像。該反射工件的一個有趣的特點是,所觀察的對象的圖像似乎是後麵的平麵上的反射鏡相同的距離,實際的對象是在前麵的反射鏡。

在鏡中,被認為是不同的反射率取決於反射鏡的形狀,並在某些情況下,相差多遠,從反射鏡被反射的物體的位置。鏡子是並不總是平坦,可以生產各種各樣的配置,提供有趣和有用的反射特性。 凹麵鏡,通常發現的最大的光學望遠鏡,用於收集從非常遙遠的恒星發出的微弱的光。曲麵平行光線集中,有很大的距離,增強強度分為單點。剃須或化妝鏡反射光產生的放大的形象麵對這個鏡麵設計也很常見。有光澤的勺子的內部的凹反射鏡表麵的一個常見的例子,可以用來證明此鏡型的一些性質。如果裏麵的勺子保持接近眼睛,一個放大的眼睛的直立視圖可以看出(在這種情況下,眼睛接近的反射鏡的焦點)。如果勺子搬得更遠,一個倒demagnified,整個臉會被看到。在這裏,圖像反轉,因為它被形成後的反射光線穿過鏡子的焦點。

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另一種常見的反射鏡具有彎曲表麵,鏡,通常是用在汽車的後視反射鏡的應用中向外反射鏡的曲率產生更小,更發生的車輛後方的全景。當平行光線照射的表麵的凸鏡,光的波被反射向外發散。當大腦回顧了光線,他們似乎從鏡子後麵,在那裏他們會收斂,來產生一個較小的正派形象(形象是正直的,因為之前形成的虛像的光線已經越過焦點)。凸鏡也被用來作為在走廊和業務的安全和安全的廣角鏡。曲麵鏡是最有趣的應用程序,逛州博覽會,嘉年華會,和有趣的房子發現新奇鏡。這些反映往往包含凹凸表麵的混合物,或表麵輕輕改變曲率產生光怪陸離,扭曲的反射,當人們觀察自己。

勺可以用來模擬凸,凹鏡,如圖4所示,一個年輕女子站在旁邊的木柵欄反射。當女人的形象和柵欄反映的勺子從外麵表麵(凸),形象正直,但在邊緣扭曲勺曲率變化。相反,當勺子的背麵(內碗,或凹表麵)是利用反映現場的女人和圍欄的圖像反轉。

在圖5中得到的凹部和凸鏡的反射圖案。凹麵反射鏡的反射麵,向內側彎曲,類似的球體內部的一部分。的主要或光軸平行的光線反射的凹麵反射鏡的表麵(在這種情況下,光線從貓頭鷹英尺),它們在前麵的反射鏡的焦點(紅點)上收斂。的反射麵的焦點之間的距離是已知的作為反射鏡的焦距取決於圖像的大小相對於鏡子的鏡子和它的位置,通過該對象的距離。在這種情況下,貓頭鷹被放置相差的曲率中心的反射圖像是上下顛倒的,並且定位在反射鏡的曲率中心,其焦點。

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凸麵反射鏡的反射麵,向外彎曲,類似的部分的外部的一個球體。平行於光軸的光線的反射麵的焦點,這是鏡子後麵(圖5)的方向偏離。形成有凸鏡的圖像總是對的一麵朝上,並減小尺寸。這些圖片也被稱為虛擬圖像,因為它們發生在哪裏出現反射光線偏離鏡子後麵的一個焦點。

寶石切割的方式更美觀和賞心悅物鏡應用光反射的原理之一。特別是在鑽石的情況下,個別的石頭的美麗和經濟價值在很大程度上取決於外部麵(或方麵)的寶石的幾何關係被切斷成菱形的小平麵,使計劃落的石頭的前表麵上的光的反射回觀察者(圖6)。甲被反射的光的一部分可直接從外部上的層麵,但一些進入鑽石內部反射後,被反射回石頭從較低的刻麵的內表麵。這些內部的射線路徑和多個反射負責鑽石的閃閃發光,通常被稱為它的“火”。一個完美的切割石材的一個有趣的結果是從正麵看時,它會顯示一個輝煌的反射,但會顯得較暗或鈍痛從後麵,如圖6所示。

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它們到達各個角度的鏡子反射光線。然而,在某些其他情況下,光可能隻反映從某些角度,而不是其他,導致這種現象被稱為全內反射這可以說明一種情況,潛水員的工作完全平靜如水的表麵下麵閃耀著明亮的手電筒直接在表麵向上。如果光線射到直角表麵繼續直接出來的水,作為一個垂直的光束投射到空氣中。如果定向的光的光束以一個小角度的表麵,因此,它影響了表麵以斜角,光束會從水中出現,但將被彎曲的折射表麵的平麵的朝向。新興的光束之間的角度和表麵的水比光束和下麵的水的表麵之間的角度變小。

如果潛水員繼續傾斜的表麵光一眼角度,光束上升出來的水將得到密切,更接近表麵,直到在某一點,這將是平行於表麵。由於光由於折射彎曲,新興的光束成為平行於表麵的下麵的水的光之前,已經達到了相同的角度。新興的光束變成平行於表麵的在該點發生在臨界角如果光線的角度,它沒有進一步出現。,而不是被折射,所有的光將反映在水的表麵背麵入水,就像它在鏡子表麵。

全內反射的原理為基礎的光纖的光透射,使得可能的醫療程序,如內鏡檢查,電話語音傳輸的編碼為光脈衝,和設備,如顯微鏡和其他的任務,被廣泛應用於需要精確照明光纖照明效果。雙筒望遠鏡和在單鏡頭反射式照相機中采用的棱鏡也利用全內反射的直接圖像,通過幾個90度的角度,並進入用戶的眼睛。在光纖傳輸的情況下,反射光進入光纖的一端為Z字形朝向另一端,通過細纖維壁逸出的光與沒有從纖維的壁內部的無數次。此方法的“管道”的光可以保持很長的距離,並與眾多的匝沿著光纖的路徑。

全內反射在一定的條件下是唯一可能。的光需到具有相對高的折射率的介質中,該值必須為高於周圍介質。因此,合適的水,玻璃,許多塑料的使用時,被空氣包圍。如果選擇適當的材料,反射的光的光纖或光管內會發生的內表麵以較小的角度(參見圖7),所有的光將被完全包含在遠端,直到它退出管道內的。然而,在入口處的光纖,光必須求取到底在一個較高的入射角以穿越的邊界並進入光纖。

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反射的原則在許多光學儀器和設備利用大有裨益,這往往包括應用的各種機製,以降低反射從表麵參與形成圖像。防反射技術背後的概念是控製在以這樣的方式,從它的目的和有益的表麵反射的光線的光學元件中使用的光,,並沒有反映相差的表麵,而這會在圖像上產生有害的影響被觀察。在現代的鏡片設計,無論是顯微鏡,照相機,或其它光學設備的最顯著的進步,是在抗反射塗層技術的改進。

薄塗料的某些材料,當應用在鏡頭表麵,可以幫助減少不必要的反射表麵時可能發生的光通過透鏡係統。現代高度校正的光學像差的透鏡一般有多個單獨的透鏡或透鏡元件,它以機械方式保持在桶或透鏡套管一起,更正確地稱為作為透鏡光學係統。如果沒有塗層,以降低反射,在這種係統中,每個空氣-玻璃界麵可以反映4%和5%之間,垂直於表麵的入射光束,導致在正常發病率的95%至96%的透射率值。應用厚度為四分之一波長的防反射塗層,具有一個特別選定的折射率可提高三到百分之四的傳輸值。

現代的顯微鏡物鏡,以及相機和其他光學設備而設計的,已變得越來越精密和複雜的,並且可以具有15個或更多單獨的透鏡元件與多個空氣 - 玻璃界麵。如果沒有元素塗層,鏡頭單獨從軸向射線反射損失會降低透光率值的50%左右。在過去,單層塗料被用來減少眩光,提高透光性,但這些已在很大程度上取代了由多層塗層,可以產生超過99.9%可見光透過率值。

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在圖8中示出的示意圖光波反射和/或通過與兩層防反射層塗覆的透鏡元件。入射波取得的第一層以一定角度在圖8中的),導致被反射(R(0) 的一部分被傳輸通過所述第一層的光的一部分當遇到的第二防反射層(B層),另一部分光(R(1) 是在相同的角度反射,並與從第一層的反射光幹擾。一些其它光波繼續到玻璃表麵上,在那裏再次部分地反射,部分被傳遞出去。幹擾(和相消)R(2) 的玻璃表麵與光反射的光反射的防反射層。防反射層的折射率不同的玻璃和周圍介質(空氣),仔細選擇的玻璃組合物中使用的特定的透鏡元件,以產生所需的折射角。由於光波通過防反射塗層和玻璃透鏡表麵,幾乎所有的光(根據的入射角)的最終傳輸通過透鏡元件和集中以形成圖像。

氟化鎂是許多用於薄層光抗反射塗層材料之一,雖然現在大多數顯微鏡鏡頭製造商生產自己的專利塗層配方。這些抗反射措施的一般結果是一個戲劇性的改善圖像質量,在光學器件,因為可見光波長傳輸,減少不必要的反射,眩光的幹擾和消除不必要的波長可見光光譜範圍之外增加。

對可見光的反射光的行為的屬性,是所有現代顯微鏡的功能的基礎。往往是由一個或多個平麵(或平麵)的反射鏡內的奧林巴斯顯微鏡光路直接通過透鏡形成的虛擬映像,AG亚游集团看到在目鏡(目鏡)反射的光。顯微鏡還可以使用分束器,以允許同時發送的​​光學係統的不同部分的光的一部分反射一些光。顯微鏡其他光學元件,如特別設計的棱鏡,過濾器和鏡頭塗層,也形成圖像,光的反射現象的關鍵依賴於履行職能。



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