光源发出的光都是沿什么向什么传播的,为什么激光只向一个方向传播?

为什么激光只向一个方向传播(一)定向发光
普通光源是向四面八方发光 。要让发射的光朝一个方向传播,需要给光源装上一定的聚光装置,如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜,使辐射光汇集起来向一个方向射出 。激光器发射的激光,天生就是朝一个方向射出,光束的发散度极小,大约只有0.001弧度,接近平行 。1962年,人类第一次使用激光照射月球,地球离月球的距离约38万公里,但激光在月球表面的光斑不到两公里 。若以聚光效果很好,看似平行的探照灯光柱射向月球,按照其光斑直径将覆盖整个月球 。
(二)亮度极高
在激光发明前,人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高,与太阳的亮度不相上下,而红宝石激光器的激光亮度,能超过氙灯的几百亿倍 。因为激光的亮度极高,所以能够照亮远距离的物体 。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯(光照度的单位),颜色鲜红,激光光斑明显可见 。若用功率最强的探照灯照射月球,产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯,人眼根本无法察觉 。激光亮度极高的主要原因是定向发光 。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出,能量密度自然极高 。
(三)颜色极纯
光的颜色由光的波长(或频率)决定 。一定的波长对应一定的颜色 。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间,对应的颜色从红色到紫色共7种颜色,所以太阳光谈不上单色性 。发射单种颜色光的光源称为单色光源,它发射的光波波长单一 。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源,只发射某一种颜色的光 。单色光源的光波波长虽然单一,但仍有一定的分布范围 。如氪灯只发射红光,单色性很好,被誉为单色性之冠,波长分布的范围仍有0.00001纳米,因此氪灯发出的红光,若仔细辨认仍包含有几十种红色 。由此可见,光辐射的波长分布区间越窄,单色性越好 。
激光器输出的光,波长分布范围非常窄,因此颜色极纯 。以输出红光的氦氖激光器为例,其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米,是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二 。由此可见,激光器的单色性远远超过任何一种单色光源 。
此外,激光还有其它特点:相干性好 。激光的频率、振动方向、相位高度一致,使激光光波在空间重叠时,重叠区的光强分布会出现稳定的强弱相间现象 。这种现象叫做光的干涉,所以激光是相干光 。而普通光源发出的光,其频率、振动方向、相位不一致,称为非相干光 。
闪光时间可以极短 。由于技术上的原因,普通光源的闪光时间不可能很短,照相用的闪光灯

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光线只向一个方向传播对吗光的传播通常是互换的,这意味着光在一个方向上传播的轨迹,与在相反方向上传播光的轨迹相同 。破坏互易性可以使光只向一个方向传播 。
支持这种单向光流的光学部件,例如隔离器和环行器,是许多现代激光和通信系统中不可或缺的构件 。
目前几乎完全基于磁光效应,使得设备体积庞大,难以集成 。因此,在许多光学应用中实现非互易光传播的无磁路径需求量很大,现在科学家们开发了一种新型的光学亚表面它对反射光进行空间和时间上的相位调制,从而导致光的前向和后向传播路径不同 。
光源发出的光都是沿什么向什么传播的,为什么激光只向一个方向传播?

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光不能在什么中传播当光照射到材料上时,其光子中的能量会影响材料中的原子 。
在金属等某些材料中,材料的原子吸收一些光子,因此光不会通过它们,因而光无法在其中传播,这些材料显得不透明 。
在其他材料例如玻璃中,原子无法吸收光子,所以光会穿过它们,这些材料是透明的 。当一束光线击中一个物体时,光是否通过取决于物体所使用的材料 。透明材料允许光线通过,少量的强光会反射,使我们能够看到材料表面的位置,例如透明玻璃、透明塑料和水 。
【光源发出的光都是沿什么向什么传播的,为什么激光只向一个方向传播?】有些材料是半透明的,这些材料允许光线通过,但会将光线分散到各个方向,比如纸巾和一些玻璃是半透明的 。不透明材料吸收(吸收)大部分光线,只有极少量的光被反射,因而我们能看到物体,不透明材料的例子包括金属和木材 。光是能量的一种形式 。这种形式的能源有很多种 。
太阳是这种能量的一种形式 。太阳是一颗恒星,几乎产生了地球上所有的光 。极热的气体在太阳内部旋转并发出非常明亮的光芒,热的物质都会向外辐射光 。光由称为光子组成,这些大多数光子是在物体中的原子加热时产生的 。热量激发原子内部的电子,它们获得额外的能量,这些额外的能量作为光子释放 。一个物体越热,它发出的光子就越多 。光以波浪的形式传播 。但是与声波或水波不同,它不需要任何物质或材料来携带能量 。这意味着光可以穿过真空,真空是完全没有气体的空间 。

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