自然光

偏振光和自然光的区别

激光与自然光的根本区别

激光只有一种精确的颜色，单色及一种波长而自然日光有7种颜色。

激光的射线是连惯性地沿直线转动的(单一颜色,单一波长)而自然日

光的光线不是连惯的(因为自然日光有7种颜色，7种差异的波长)激光的

光线是很集中的，能够照准在一个焦点。即使在远处，光线激光的光线也

能够照准在一个焦点上。而自然日光的光线是分散的，所以光线是比较弱。

激光最主要的特性之一便是可以产生高得出奇的亮度，或者说具有极

高的发光强度。地球上任何一种已知材料，无论其熔点多高，在强激光照

射下1秒钟之内即可开始气化;任何一种金属或钻石，不管其硬度多大，

激光均可轻而易举地对它打孔。那么，激光为什么会具有如此高的发光强

度呢

原来，一个普通光源的发光，从时间上讲，一般是持续不断地发射，

例如一只灯泡，通电后就一直在发光，直到切断电源为止;从空间上讲，

则是向四面八方传播，因而一只灯泡可以照亮整个房间。这就是说，普通

光源发出的光能量无论时间上还是空间上都弥散开去，所以难以产生极高

的强度。

激光则与此截然不同，它的能量可以在非常短的时间内爆发出来，目

前最短可以达到几个飞秒(1飞秒=10-15秒)，这比我们“一眨眼”的时间

不知短了多少倍!而且，其能量往往集中在一条极细的光束中，例如光束

直径只有若干微米(1微米=10-6米)，且几乎无发散地向前传播。此外，

激光具有非常纯的颜色，这在物理学中称为单色性，由此，可以通过适当

的透镜变换将光束进一步“压窄”。正是这些特性使激光可以产生极高的

亮度。

随便一个中等强度的激光器就可以产生比太阳表面高得多的亮度，世

界上这样的激光器岂止千万台，开动起来岂不将地球焚为灰烬

回答是完全不会出现这种情况，原因是激光为一条极细的光束，因而

只能在很小的区域上产生高亮度，而且都是在需要的地方，例如，想在某

坚硬物品上打一个孔，就将激光对准要打孔的地方，该点很快被穿透，周

围却丝毫无损。

总之，激光之所以具有高得出奇的发光强度，是和它具有非常好的方

向性与单色性分不开的。

自然光是什么？

1.普通光源中各个分子或原子内部运动状态的变化是随机的，发光过

程又是间歇的，他们发出的光是彼此独立的，从统计规律上来说，相应的

光振动将在垂直于光速的平面上遍布所有可能的方向，而且所有可能的方

向上相应光矢量的振幅(光强度)都是相等的。我们把“在垂直于光传播方

向的平面内沿各方向振动的光矢量呈对称分布”的光就称为自然光。

2.任何取向的一个光矢量都可分解为两个相互垂直方向上的分量。

3.由于自然光的对称性，所有取向的光矢量在这两个方向上的分量的

时间平均值彼此相等。因此自然光可分解为两个任意垂直方向上的、振幅

相等的独立分振动，它们的相位之间没有固定的关系，不能把它们叠加成

一个具有某一方向的合矢量，两者的光强度各等于自然光总光强度的一半。