-光學 | 知乎問答精選

 



柵欄條狀物體以非水平方式重疊時發生的光線偏轉的原因是什麼?

題目的表述可能不是很直觀,其實是生活中比較常見的一種光學現象:欄杆、架空電纜等條紋/網狀物體後如果也有類似的背景的話,就能看到其周圍的光線發生了偏轉。如果觀察者處於運動狀態,則更容易察覺到,且可能會感到眩暈。請問產生這種現象的具體是什麼原因呢? (效果如下圖,可以看到架空電纜由於光線偏轉而無法被完整觀察到。並不只有在使用相機拍攝時才會出現,肉眼也會有這樣的情況。是為...



為什麼有的液體、固體是透明的,而有的不是?

很多液體和一些固體(尤其是結晶體)都是透明的,而有些液體和很多固體(包括一些晶體吧)不是透明的。請問是否可以從分子、原子級結構上來分析透明與否的原因?怎樣分析? 【月兒飛的回答(19票)】: 一種固體物質既不吸收也不散射光,那麼這種物質看起來就是透明的。純硅對光具有極強的吸收力:這是因為純硅中的電子吸收了可見光而實現了能級躍遷。固體的電子結構可以解釋為何金屬閃閃發亮,純...



能從理論上推導出全息照片是什麼樣子的嗎?

先假設有一個簡單物體——比如正方體,能在三維空間中數學模型準確描述,能否不照全息照片,而僅用計算就得到其全息照片的樣子呢?這樣的計算方法對於輪廓複雜的物體(比如樹木)是否也一樣適用? 這樣的方式是否可以用來進行藝術創作?(比如製造出一個不存在的東西的三維影像?) 【劉中陽的回答(5票)】: 可以的呀!~ 這種技術叫做「數字全息」或者稱為「計算全息」,是全息術中較為前沿的應用領域之一。 ...



金屬反光和其他平面的反光有什麼本質區別?為什麼偏振鏡不能消除金屬表面的反光?

【王心迪的回答(181票)】: 好幾天前就躍躍欲試準備回答這個問題了,無奈剛考完試一直在忙著閒扯,就這麼拖到了現在。十分感謝題主讓我有機會寫點東西!(8月23日寫到一半,然後家裡斷網了!!所以有些內容與其他答案有重複,為保持行文順暢我就不改了,見諒!) 日常生活中的可見光源(太陽,白熾燈等)發出的光都是非偏振光。非偏振光是由不同方向的偏振光隨機組成的。一個偏振光的簡單例子是單色平面波,...



為什麼在光線不好的環境下,用餘光看物體會更加清楚?

【朱蓓英的回答(8票)】: 人視網膜的細胞分視錐細胞和視桿細胞。視錐細胞可辨別顏色,主要在光線強度大時起作用,主要分佈在黃斑凹,密度極高。視桿細胞不辨顏色,但對光的敏感度更高,在暗的時候也能看見,主要分佈在除黃斑凹以外的其他視網膜區域。 在光亮的條件下,你直視某個物體看得最清楚,像正好投射在黃斑凹,而如果在暗處,光亮時最敏感的黃斑凹反而成了盲點,所以反而看不清,不如用餘光。 【blau...



SVOM 天文衛星項目選用的「模仿龍蝦的 X 射線鏡片」是如何做到將鏡片重量減少到十分之一的?

【胖子飛經理的回答(9票)】: 說在前面,我本人的研究方向並不是傳統光學系統設計,所以以下回答如果有紕漏,敬請大神指正。 仿龍蝦眼睛的鏡片設計其實早在1970s [1]就已經提出來了,之所以沒有得到廣泛的應用,是製作起來比較難以實現。它的原理圖 [2] 如下: 也就是利用全反射的原理進行聚焦。現在這個理論的研究已經很多了,谷歌輸入Lobster eye optics能檢索到一大堆東西。也就是利用全反射的原理進行...



人類的『光學防抖』是怎麼工作的?

【Cascade的回答(62票)】: 這個問題很難按照你的理解來解釋清楚。眼睛完成這類功能依賴於「反射」。它既不是「眼組織的緩衝」也不是「人腦的算法」。 比如你在看屏幕的時候,左右搖頭,眼睛還會一直落在屏幕上。這個過程並不受你主觀意志控制。也就是說,你並沒有想要在向左擺頭時,向右移動眼球,但是它自己做出了這個動作。整個動作依賴於頭部的平衡感受器(前庭感受器,在你的耳朵裡),眼部的運動肌肉...



為什麼近視眼的人瞇眼就可以看得更清楚?

【劉中陽的回答(278票)】: Update 1:這個問題是用小孔成像原理是解釋不了的,原因見文末。 Update 2:這個問題用衍射原理也解釋不了的,原因見文末。 回答這個問題之前需要先說明一下眼睛的光學特性。 眼睛的結構 簡單來說,眼睛是一個由兩片透鏡組成的透鏡組,這兩片透鏡分別為角膜、晶狀體。 《醫學物理學》第五版,237頁。[1] 其中,角膜是個折射率大約為1.376,前表面曲率約為7.7,後表面曲率約...



光的本質是什麼?具有哪些本質屬性?

就我目前的瞭解,光的本質是電磁波的一種,從紅外線到可見光,再到紫外線、伽馬射線,X射線等,後者頻率和能量會很高。但是,當瞭解到光在任何介質中都保持光速不變,且光速是宇宙速度的極限,這些的認識就很模糊了。望高人指點,純粹是個人愛好想知道。 【愚可愚的回答(6票)】: 光是具有波粒二象性的特殊物質,所以我認為單純的說光是一種電磁波不太全面,比方當研究的光的能量與單個光子能量(=普朗克常...



如何通俗地理解 2014 年諾貝爾化學獎「超分辨螢光顯微技術」的技術原理及其帶來的改變?

【方非的回答(269票)】: 私貨已經在另一個答案(如何評價2014年諾貝爾化學獎?)裡面吐槽過了,來認真寫個答案吧。第一次寫同時面向非專業和專業人士的科普長文,希望沒看明白的同學留言指出,我盡量修改,謝謝! ------------------------------------------------ 2014 年的諾貝爾理綜獎頒發給了「超分辨螢光顯微技術」。也許接下來的幾天,媒體會關注 Stefan Hell、Eric Betzig 二人的傳奇經歷,或者另一...