可见光与可见光源

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可见光与可见光源

什么是可见光可见光(visible light)是电磁波谱中人眼可以感知的部分。可见光谱没有精确的范围：人的眼睛可以感知的电磁波波长一般在400到700纳米(nm)之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380到780纳米(nm)之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555纳米(nm)的电磁波最为敏感，这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。

                               
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通常所说的白光，通过三棱镜产生色散（折射率随波长改变）后形成可见光谱

可见光源

可见光的主要天然光源是太阳，主要人工光源是白炽物体(特别是白炽灯)。它们所发射的可见光谱是连续的。气体放电管也发射可见光，其光谱是分立的。常利用各种气体放电管加滤光片作为单色光源。
人眼可以看见的光的范围受大气层影响。大气层对于大部分的电磁波辐射来讲都是不透明的，只有可见光波段和其他少数如无线电通讯波段等例外。不少其他生物能看见的光波范围跟人类不一样，例如包括蜜蜂在内的一些昆虫能看见紫外线波段，对于寻找花蜜有很大帮助。
光谱中并不能包含所有人眼和脑可以识别的颜色，如棕色、粉红、紫红等，因为它们需要由多种光波混合，以调整红的浓淡。
可见光的波长可以穿透光学窗口，也就是可穿透地球大气层而衰减不多的电磁波范围（蓝光散射的情况较红光为严重，这也正是为何我们看到天空是蓝色的）。人眼对可见光的反应是主观的定义方式，但是大气层的窗口则是用物理量测方式来定义。之所以称为可见光窗口是因为它正好涵盖了人眼可见的光谱。近红外线 （NIR）窗口刚好在人眼可见区段之外，中波长红外线（WMIR）和远红外线(LWIR、FIR)则较人眼可见区段较远。 由此之故，各种植物紫外光下的外观对它们吸引昆虫授粉、繁殖的影响较之在我们眼中的颜色更加相关。

                               
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可见光谱激光 (635nm, 532nm, 445nm)

对可见光的解释

早期对光谱的2种解说来自于艾萨克·牛顿的光学和哥德（Johann Wolfgang von Goethe）的色彩学。 牛顿首先在1671 年在他的光学试验的说明中使用了光谱这个字（在拉丁文中代表外观、显象）。牛顿观察到一束阳光以一个角度射入玻璃棱镜，部份会被反射， 部份则穿透玻璃，并呈现出不同的色带。牛顿假定阳光是由不同颜色的小粒子组成，而这些不同颜色在穿透物质时，前进速度不同。而红光的速度快于紫光，而导致了在穿过棱镜后红光的偏折（折射）较紫光为小，产生各色的光谱。
牛顿把光谱分成7种颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。他依古希腊哲学家的想法，选这7种颜色，并和音符、太阳系的行星、和一周的天数连结。正因此之故，一些专家如艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）等都曾建议靛色不应被视为颜色，它只是蓝和紫的浓淡不同的区间而已。 哥德声称连续光谱是个复合现象。和牛顿则认为仅限可见光光谱是个单独现象，哥德观察到了更广泛的部份，他发现到了没有光谱的区间，如红黄边界和绿蓝边界是白的，原来在边界区会有色光重叠的现象。 至此大众接受了光是由光子组合成的（某些时候光有波的特性，其他时间则是粒子的特性，参阅波粒二象性），所有光在真空中是定速光速，而光在其他物质中的速度，都较光在真空中的速度为低。这个比例就是该物质的折射率。在某些已知的物质（非色散物质）中不同频率的光行进速度并无差别，但其他物质中，不同频率的光有不同的行进速度：玻璃就属于这种物质，所以玻璃棱镜能把白光进行分光。自然界的虹就是个借由折射看到光谱的理想例子。

                               
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可见光谱只占有宽广的电磁波谱的一小部分

光谱色

我们所熟知的彩虹般的光谱，包括了所有单一波长的可见光，也就是纯粹的单色光。 尽管是连续光谱，相邻两色间并没有明显的界限，上述所列的波长区间是常用的近似值。

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颜色	频率	波长
紫色	668–789 THz	380–450 nm
蓝色	631–668 THz	450–475 nm
青色	606–630 THz	476–495 nm
绿色	526–606 THz	495–570 nm
黄色	508–526 THz	570–590 nm
橙色	484–508 THz	590–620 nm
红色	400–484 THz	620–750 nm

光谱学

研究物体放射的光谱的科学叫光谱学。其重要应用之一就是在天文学上，因为光谱学是分析远距离物体性质的基础。常见的天体光谱学应用到高折射率、极高分辨率的光谱分析。如氦就是在太阳光谱中首先发现到的元素；星球中化学元素可由其放射光谱或吸收光谱来判读；另外用到谱线的红移和蓝移可以量测星球的距离及其快速移动物体的速度。首次发现太阳系外行星即是以可分析到每秒数米的放射速度差异技术，分析其穿过引力场影响的两种偏移，绘出行星的模拟路径。
电脑光谱

由三个红、绿和蓝条来显示三原色在不同混合比率时呈现出的光谱。由电脑依各种比率交叉混合红、绿和蓝色组成的一个光谱。在此图中，红色、绿色和蓝色的长条中显示的是上方光中所含的成份。
机器视觉光源

机器视觉光源，除了前面章节中介绍的红外光源、紫色光源外，基本上全是可见光源。现在行业内都是使用LED光源。理论上各种颜色的可见光源都是可以生产制造的。但是一般来讲，所有机器视觉光源生产厂家，只研发生产红色、绿色、蓝色、白色等可见光源。
每种光源颜色，都有其响应特性与应用范围。一般来讲，在机器视觉中单色光源（即频谱比较单一的光源），如红色、绿色、蓝色光源，其成像时分辨率会高于复色光源的白色光源。白色光源因为其包含了所有可见光的光谱特性，因此通过其成像后，因为波长的不一致，镜头会颜色如色散等畸变，而工业相机的图像传感器对各种光谱的响应也会不一致，因此一般来讲，单色光的分辨率会高于复色光源。
当然不是说复色的白光不好，在使用彩色相机时，一般都是必须使用白色光源的。只有使用白色光源，才有有较真实的色彩反馈。

                               
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机器视觉LED光源

中国红

已经开始研究了 一个LED发出的光包含紫外光 可见光和红外光   就是不知道是否有应用前景