手电筒的光

手电筒的光 手电筒的光是一条直线，那为什么从两侧可以看见，激光为什么不能？

题主的认识是误解，是观察不仔细造成的。

当然也不得不说我们日常观察的条件有限。

光束能够被观察到是由于光通过的路径，例如空气中存在着杂质导致光被反射或散射新城了体积光的效应。

不管是什么光，包括激光，只要在不完全透明的物质中传播， 就可以从侧面看到“体积光”效应的,也就是说看到光所经过的空间的体积。

光和激光的快速科普光是人眼可见的电磁波的一种形式，因此通常称为可见光。

可见光区域位于电磁光谱的红外和紫外线区域之间。

可见光的波长在380nm至740nm之间。

在经典物理学中，光被认为是通过真空以每秒299792458米的恒定速度传播的横波。

它展现了经典波力学中解释的横向机械波的所有特性，例如干涉、衍射、极化。

在现代电磁理论中，人们认为光既具有波性质又具有粒子性质。

上图：普通光和激光的差异除非受到边界或其他介质的干扰，否则光线始终沿直线传播，通常可以用射线来指示。

即使光的传播是笔直的，它也会分散在三维空间中。

结果，光的强度降低。

如果从普通光源（例如白炽灯泡）产生光，则该光可能具有多种颜色（当光通过棱镜时可以看到这些颜色）。

而且，光波的极性（偏振）是任意的。

光在传播过程中可以被各种材料吸收。

一些分子吸收具有特定极性的光，然后让其它极性的光通过。

一些分子以特定的频率吸收光，而让其它频率的光通过。

所有这些因素共同复合起作用的，并且光的强度随着距离的增加而急剧下降。

所以因为各种原因普通的光在传播的过程中很快就会减弱。

但如果使用单色的光（单色光–单一频率/波长的光）和固定极性，并且使发出的光都尽可能是平行的，就可以使吸收最小化，而且使光不会因为传播距离而散开导致强度减弱。

让光通过使特定带电材料可以满足上述要求，即仅通过电子的一次跃迁发出的光可以是单色、平行且极性相同的光——这称为受激辐射，是产生激光的基本原理。

激光器通过受激辐射进行光放大，按所使用的材料和激发方法的不同，可以从激光器获得不同的频率和强度的激光。

上图：普通光合激光聚焦成像时的差异。

激光和（普通/普通）光有什么区别？•光线和激光都是电磁波。

实际上，激光是光，其结构具有特定特征。

•在介质中传播时，光波会散开并被大量吸收。

激光被设计为具有最小的吸收和色散。

•来自普通光源的光分散在3D空间中，因此，每条光线彼此成一定角度传播，而激光的光线彼此平行地传播。

•普通光由多种颜色（频率）组成，而激光是单色的。

•普通光具有不同的极性，而激光具有平面偏振光。

体积光是如何形成的体积光本来是一个绘画术语，指的是在绘画的时候表现光线的体积感的手法。

从物理上讲，实际上就是持续的光照因各种遮挡方式的不同所展现出来的光的传播路径在三维上的可观察范围，这个体积范围类似一个三维立体。

体积光的概念现在也被用于的3D渲染方面。

上图：体积光举几个例子：没有遮挡的点光源的体积光是一个无限大的球形（全向的辐射）电筒的体积光大体应该一个锥形一组射灯的体积光则是多个锥形方形灯罩造成的体积光是方锥形当光传播的介质当中的大量颗粒存在着对光的反射、散射和折射，使得光的传播路径发生了随机偏移就会形成在各个角度视野上的体积光。

上图：光遇到粒子可能发生的各种传播路径的变化。

当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。

光的散射（scattering of light）是指光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象。

偏离原方向的光称为散射光。

散射光波长不发生改变的有丁铎尔散射、分子散射；波长发生改变的有拉曼散射、布里渊散射和康普顿散射等。

上图:气体粒子的散射效应。

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折,这种现象叫光的折射。

空气中导致折射的颗粒物除了空气中漂浮的尘埃，还有水汽，而实际上空气自身也能产生散射和反射（非常微弱）和散射（非常微弱）。

但造成体积光的主要还是介质的散射造成。

粒子能够将光散射，无论激光还是普通光，这是一个日常事实，这是我们每个人每天都会观察到的事情，天空是蓝色的。

这是由于大气粒子对蓝光的散射比红光强造成的。

这个道理和物体表面光洁度或无光泽是由表面中的颗粒所造成的一样。

激光散射的用途工业上甚至把光的散射用来探测介质中的悬浮颗粒的尺寸。

通过测量光散射的角度、光散射的频率和散射的强度，甚至可以以确定材料内颗粒的尺寸、电荷和分子量。

上图：激光用于测量悬浮颗粒物数据的原理利用不同大小的粒子具有独特的光散射特征的原理，可以通过精确测量在高角度范围内以高灵敏度快速散射光，来确定粉末，乳液，喷雾剂和悬浮液的颗粒/液滴尺寸。

我们可以观察与激光成直角的纳米材料，并跟踪粒子如何扩散（小粒子比大粒子移动得更快），并由此确定平移扩散系数和大小——这称为纳米粒子跟踪分析（ NTA），或查看散射光随粒子通过时如何变化。

如果变化很快，则可以确定存在细颗粒，而如果变化缓慢，则存在较大的颗粒。

电泳光散射涉及使电场通过使粒子运动的液体。

粒子上的电荷越大，它们移动得越快。

我们使激光穿过粒子，然后将散射的光与未散射的同一激光的另一部分重组。

由此产生的干涉图样可以非常精确地测量要测量的颗粒的移动速度。

如果我们以各种角度测量光散射与（聚合物或生物聚合物的）浓度的函数关系，则可以确定材料的分子量及其结构信息。

总结激光和普通光一样是可以看到体积光效应的，也就是说，从侧面可以看得到。

但是在真空中就不会存在这种现象。

我们观察到的都是在空气中的情形。

人们看到手电筒照出的光柱是因为两个原因。

其一，手电筒照出的光在可见光范围内。

以前的手电筒是钨丝在高温状态发出的光，是一种多光谱混合光。

现在用LED灯也是采用白光作为手电筒光源，也是一种多光谱混合光。

只有在可见光光谱范围内，才有可能被人眼看到光柱。

其二，我们看到的光柱是光线照在空气中的尘埃粒子上散射的光线，如果没有尘埃粒子散射我们也不能从一旁看到光柱，除非光线对着眼睛。

激光一般都是单色光，有的在可见光范围内，例如氦氖激光就是红色、氩激光有的是绿色。

有的激光不在可见光范围内，例如二氧化碳激光就是红外光，肉眼看不见。

在可见光范围内的激光可以看到光柱，只不过激光光柱一般都比较细，像一条线。

激光的光柱也是由尘埃粒子散射造成的。