为什么汽车雾灯用的是黄光?因为人眼对黄光和绿光Z敏感。其实汽车灯的颜色与散射因素关系不大,因为在雾天环境下,米氏散射水平与入射光的波长有关。
●人眼对什么颜色的光Z敏感?
安装在汽车上的灯的目标是保持警惕,因此首先找出人眼对什么颜色的光Z敏感是有意义的。视觉神经对不同波长光的敏感敏捷性不同,对绿光Z敏感,对红光和蓝光Z低。国际照明委员会(CIE)根据实现效果确定人眼对各种波长光的敏捷性,称为“光谱光视觉效率或视觉功能”。
在明亮环境下,即亮度大于3cd/m2时,人眼的敏感波长,即光谱光服从峰对应的波长在555nm,属于黄绿色光。
在黑暗环境下,即亮度小于0.001cd/m2时,人眼的敏感波长在507nm。
黄色波长:540-600纳米,绿色波长:495纳米~ 540纳米,青色波长:460-495纳米。
然后雾灯用黄光,很合理。那么刹车灯为什么要接受红灯呢?那是红色对人类有害的标志,但人眼对此并不十分敏捷。
●光在介质中的衰减与哪些因素有关?
光在大气中传播时,大气中有多种气体分子、尘埃、烟雾、水汽等,使该处的辐射能被吸收、转换和散射。这时候我们关注的是光的穿透,涉及到大气分子对光的吸收和散射。
大气分子对光的吸收
光波在大气中循环时,大气分子在光波电场的作用下被极化,被迫以入射光的频率振动。光波要克服大气分子的内阻,消耗能量,体现在大气吸收上。
构成大气的原子和分子有氮气、氧气、二氧化碳、氢气、水等。其中氮和氧Z丰富,但几乎不吸收可见光。
事实上,水和二氧化碳分子,尤其是水分子,在可见光区具有较宽的振动结构,因此是可见光吸收Z强烈的分子,也是大气光学衰减的重要因素。
当入射光的频率为大气分子的固有频率时,发生共振吸收,此时光衰减达到Z大。事实上,少量其他分子,如氦、臭氧等,在可见光的近红外区有相当大的吸收,但在大气中含量很少,一般不考虑它们的吸收。
这说明光的穿透力在大雾中大大减弱,因为光被水分子吸收了。
大气分子对光的散射
当晴好天气下大气优良时,由于氮、氧、二氧化碳等大气分子的尺寸远小于可见光的波长,因此考虑瑞利散射很重要。它的衰减系数与分子密度成反比,与波长的四次方成反比。可见光波长越长,散射越弱。
在有灰尘、盐粒、雨雪、雾霾的环境中,这些颗粒的尺寸一般大于光的波长,所以考虑米氏散射很重要。米氏散射与颗粒大小、密度扩散和折射率特性有关,并且与光的波长有关。
● 为什么汽车雾灯用的是黄光?
因为人眼对黄光和绿光Z敏感。其实汽车灯的颜色与散射因素关系不大,因为在雾天环境下,米氏散射水平与入射光的波长有关。
当气候晴朗无烟雾时,瑞利散射与入射光的波长有关。波长越长,散射越弱。在这种情况下,红光的波长比黄光长,更不容易散射,所以红光的穿透性更好。
现在的汽车一般都配有前后雾灯。前雾灯是黄色的,很可能是白色的,后雾灯是红色的。其实转向灯是纯黄色的。现在流行的日常LED行车灯都是白色的,并没有特意做成黄色或者红色,所以大家还是不需要过多解读灯的颜色的含义。
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