光学基础知识
光学工程知识点总结
光学工程知识点总结1. 光学基础知识光学是物理学中研究光及其相互作用的科学。
在光学领域，我们需要了解光的传播规律、光的波动性质、光的折射、反射、散射等基本知识。
光学的基础知识为光学工程师设计光学系统提供了理论基础。
2. 光学系统设计光学系统设计是光学工程的核心内容之一。
光学系统通常包括光源、透镜、反射镜、光栅等光学元件，以及对光进行探测和分析的部件。
光学系统设计需要考虑光学元件的性能参数、光路的布局、系统成像质量等因素，以实现特定的光学功能。
3. 光学材料光学材料是构成光学系统的重要组成部分。
不同的应用领域对光学材料的性能要求各不相同。
光学材料通常需要具有良好的透明性、高折射率、低散射率等特点，以适应不同的光学系统设计需求。
4. 光学器件制造技术光学器件制造技术是光学工程的重要组成部分。
光学器件通常需要具有高精度、高表面质量和良好的光学性能。
常见的光学器件制造技术包括光学表面精加工、光学薄膜涂覆、光学玻璃加工等。
5. 光学系统测试光学系统测试是保证光学系统性能的重要手段。
光学系统测试需要考虑光学成像、光学畸变、光学材料特性等问题，以验证系统设计和制造过程中的各项性能指标是否符合要求。
6. 光学工程应用光学工程在各个领域都有广泛的应用。
例如，光学通信系统是当今信息传输中最主要的传输方式，光学显微镜在生物科学中有重要的应用，激光技术在材料加工、医疗治疗等领域也有重要应用。
总的来说，光学工程是一门重要的交叉学科，它涉及了光学原理、材料科学、光学器件制造技术等多个领域。
光学工程的发展为现代科技领域的发展提供了重要支撑，也为人类社会的发展带来了诸多便利。
希望本文的介绍能够让读者更好地了解光学工程的相关知识，对此领域有更深入的认识。
光学体系知识点梳理总结
光学体系知识点梳理总结一、光学基础知识1. 光的本质光是电磁波的一种，是一种由电场和磁场交替而成的波动现象。
光是由光源发出，经过介质传播，最终影响我们的视觉系统。
2. 光的特性（1）波动特性：光具有波动性，可以表现为干涉、衍射、偏振等现象。
（2）微粒特性：光也具有微粒性，可以用光子模型解释光电效应、康普顿效应等现象。
3. 光的传播（1）直线传播：在均匀介质中，光沿着直线传播，遵循光的直线传播定律。
（2）折射现象：当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，遵循折射定律。
（3）反射现象：当光线从介质表面反射时，遵循反射定律。
4. 光的颜色白光是由所有可见光波长组成的，当光通过色散介质时，不同波长的光会按不同程度发生偏折，从而产生色散现象。
5. 光学仪器（1）凸透镜：透镜是一种光学元件，可以将平行入射的光线聚焦或发散。
（2）凹透镜：凹透镜同样可以将平行入射的光线聚焦或发散，与凸透镜形成对称。
（3）棱镜：通过对光的折射和衍射，可以实现光的分光和复合。
二、光学成像1. 成像原理成像是光学系统中非常重要的一部分，成像原理是指当物体放在一定位置时，通过透镜、镜面等光学元件可以在另一位置产生与实物相似的像。
2. 透镜成像透镜成像是指通过透镜实现对物体的成像，分为凸透镜和凹透镜成像。
3. 成像公式成像公式是描述透镜成像的数学关系式，可以根据物距、像距、焦距等参数计算成像的位置和大小。
4. 像的性质像的性质包括实像与虚像、正像与负像、放大与缩小等，是成像过程中需要了解的重要内容。
5. 透镜组成像透镜组成像是指通过不同透镜的组合实现对物体的成像，常见的透镜组包括双凸透镜组、凹凸透镜组等。
6. 成像畸变（1）球差：由于透镜的非理想性，会出现球差现象，导致成像的模糊和色差。
（2）色差：不同波长的光经过透镜时折射角度不同，会导致色差现象，影响成像的清晰度。
三、光学仪器1. 望远镜望远镜是一种基于透镜或镜面的光学仪器，可以放大远处物体的像，包括折射望远镜和反射望远镜。
光学基础知识详细版
光学基础知识详细版一、光的本质光是一种电磁波，是自然界中的一种能量传递形式。
光的本质可以通过波动理论和粒子理论来解释。
波动理论认为光是一种波动现象，具有波长、频率、振幅等特性；粒子理论则认为光是由光子组成的，光子是光的能量载体。
二、光的传播光在真空中的传播速度是恒定的，约为299,792,458米/秒。
光在不同介质中的传播速度不同，这是由于介质的折射率不同所致。
当光从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，即光线方向发生改变。
三、光的反射和折射光的反射是指光线在遇到界面时，按照一定规律返回原介质的现象。
光的折射是指光线在通过两种不同介质的界面时，传播方向发生改变的现象。
光的反射和折射遵循斯涅尔定律，即入射角和折射角满足一定的关系。
四、光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束相干光波相遇时，由于光波的叠加，形成新的光强分布的现象。
光的衍射是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，发生弯曲并绕过障碍物传播的现象。
五、光的偏振光的偏振是指光波的振动方向具有一定的规律性。
自然光是由无数个振动方向不同的光波组成的，因此不具有偏振性。
当光波通过某些特殊材料或经过反射、折射等过程后，可以形成具有一定偏振性的光波。
六、光的吸收和发射光的吸收是指光波在传播过程中，能量被物质吸收的现象。
光的发射是指物质在吸收光能后，以光波的形式释放能量的现象。
光的吸收和发射遵循一定的规律，如光的吸收强度与光的频率有关，光的发射强度与物质的性质有关。
七、光的成像光的成像是指利用光学系统（如透镜、反射镜等）使物体发出的光波或反射的光波在另一位置形成实像或虚像的过程。
光的成像原理是光的折射和反射现象，通过光学系统可以实现对物体形状、大小、位置的观察和研究。
八、光的测量光的测量是光学研究中的重要内容，主要包括光强、光强分布、波长、频率、相位等参数的测量。
光的测量方法有直接测量和间接测量两种，直接测量是通过光学仪器直接测量光波参数，间接测量是通过测量光波与物质相互作用的结果来推算光波参数。
光学基础知识点总结
光学基础知识点总结一、光的基本特性光是电磁波的一种，具有波粒二象性，既具有波动性，也具有粒子性。
光的波长决定了它的颜色，波长越短，频率越高，颜色就越偏向紫色；波长越长，频率越低，颜色就越偏向红色。
媒质对光的传播起到了阻碍的作用，阻碍的程度由折射率决定。
在真空中，光速是最高的，为3.0×10^8m/s。
二、光的传播光在真空中的传播速度是最快的，当光通过不同介质时，光速会减慢，并且折射。
光的折射是由于光速在不同介质中的差异导致的，根据折射定律，入射角和折射角之比等于两种介质的折射率之比。
当光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于折射角；反之，当光从光疏介质射向光密介质时，入射角小于折射角。
这就是为什么水池里的东西看上去都有些歪的原因。
三、光的反射和折射光的反射是指光线从一种介质透过到另一种介质时，遇到界面时发生的现象。
根据反射定律，光线的入射角等于反射角，反射定律表明入射角和反射角是相等的。
光的折射是指光在通过两种介质的分界面时，由于介质折射率的不同，在两种介质中的传播方向发生改变的现象。
四、光的干涉和衍射光的干涉是光波相互叠加，在波峰与波谷相遇时叠加会增强，而在波峰与波峰相遇时叠加会减弱。
光的干涉现象有两种：一种是菲涅尔干涉，一种是朗伯干涉。
光的衍射是指光波通过一道障碍物，由于波的直线传播受到限制，在障碍物边缘处波前发生变形，这种现象就是衍射。
光的干涉和衍射是光学中非常重要的现象，也是很多光学仪器（如干涉仪、衍射光栅等）的原理基础。
五、光学成像光学成像是指通过光学器件将物体的形象投射到屏幕或者成像器件上的过程。
根据成像光学器件的不同，光学成像可以分为透镜成像和反射镜成像。
在透镜成像中，成像的原理是由于透镜对光的折射性质，使得光线汇聚或发散从而产生物体的形象。
在反射镜成像中，成像的原理是由于反射镜对光的反射性质，使得光线经过反射后，同样能够形成物体的形象。
光学成像技术在医学、军事、天文学、摄影等领域都有着非常重要的应用。
光学基础知识
光学加工基础知识§1 光学玻璃基本知识一. 基本分类和概念光学材料分类：光学玻璃、光学晶体、光学塑料三类。
玻璃的定义：不论化学成分和固化温度范围如何，一切由熔体过冷却所得的无定形体，由于粘度逐渐增加而具有固体的机械性质的，均称为玻璃。
光学玻璃分为冕牌K 和火石F 两大类，火石玻璃比冕牌玻璃具有较大的折射率nd 和较小的色散系数vd 。
二. 光学玻璃熔制过程将配合料经过高温加热,形成均匀的，高品质的，并符合成型要求的玻璃液的过程,称玻璃的熔制。
玻璃的熔制，是玻璃生产中很重要的环节.，玻璃的许多缺陷都是在熔制过程中造成的, 玻璃的产量、质量、生产成本、动力消耗、熔炉寿命等都与玻璃的熔制有密切关系。
混合料加热过程发生的变化有:物理过程配合料的加热，吸附水的蒸发，单组分的熔融，个别组分挥发.某些组分的多晶转变。
化学过程---- 固相反应，盐的分解，水化物分解，结晶水的排除，组分间的作用反应及硅酸盐的形成。
物理化学过程------ 低共熔物的组分和生成物间相互溶解,玻璃与炉气介质，耐火材料相互作用等。
上述这些现象的发生过程与温度和配合料的组成性质有关. 对于玻璃熔制的过程,由于在高温下的反应很复杂,尚待充分了解,但大致可分为以下几个阶段。
1. 加料过程硅酸盐的形成2. 熔化过程玻璃形成3. 澄清过程-----消除气泡4. 均化过程------消除条纹5. 降温过程——调节粘度6. 出料成型过程总之,玻璃熔制的每个阶段各有其特点，同时，它们又是彼此互相密切联系和相互影响的•在实际熔制中，常常是同时或交错进行的，这主要取决于熔制的工艺制度和玻璃窑炉结构特点。
三. 玻璃材料性能1 .折射率nd、色散系数vd根据折射率和色散系数与标准数值的允许差值，光学玻璃可以分为五类2. 光学均匀性光学均匀性指同一块玻璃中折射率的渐变。
玻璃直径或边长不大于150mm，用鉴别率比值法玻璃分类如表1-2。
1类或2类还应测星点。
光学知识基础
光学知识基础一、光学基本概念光学是研究光的行为和性质的物理学科。
它探讨了光在真空、气体、液体和固体中的传播规律，以及光的产生、变化和相互作用。
光可以看作是一种电磁波，其波长范围覆盖了从伽马射线、X射线、紫外线和可见光到红外线、微波和无线电波的广泛频谱。
在光学中，有几个重要的基本概念需要理解。
首先是光的波动性，即光在传播过程中表现出振动的特性，具有相位和波长。
其次是光的粒子性，即光是由粒子或光子组成的，这些粒子具有能量和动量。
此外，光学还涉及到光的干涉、衍射、反射、折射等现象，以及光学仪器和系统的工作原理。
二、光学元件与仪器光学元件和仪器在科学实验、工业生产、通信、医疗等领域有广泛应用。
常见的光学元件包括透镜、反射镜、棱镜、滤光片、光栅等。
这些元件可以单独使用，也可以组合在一起形成复杂的系统，以实现特定的光学功能。
例如，透镜是由两个曲面组成的，可以会聚或发散光。
反射镜由涂有金属反射层的玻璃制成，可以反射光线。
棱镜可以将一束光分成不同颜色的光谱。
滤光片可以过滤特定波长的光，而光栅则由一系列狭缝或反射线组成，用于分光或成像。
常见的光学仪器包括显微镜、望远镜、照相机、投影仪等。
显微镜用于观察微小物体，望远镜用于观察远处物体，照相机用于记录图像，投影仪则用于展示图像或视频。
这些仪器利用了光的折射、反射、干涉和衍射等原理，以实现清晰、准确的成像。
三、光学应用光学在许多领域都有广泛的应用。
在科学研究方面，光学显微镜可用于观察生物样品，光谱仪可用于分析物质成分，激光雷达可用于地形测量和遥感监测等。
在工业生产方面，光学成像系统可用于产品质量检测，光学传感器可用于自动化生产线控制，激光加工可用于切割、打标和焊接等。
在通信领域，光纤通信利用光的传输速度快、抗干扰能力强等优点，已成为现代通信的主流方式。
在医疗领域，光学仪器可用于诊断和治疗，如内窥镜、激光手术刀等。
此外，光学还在照明、显示、传感等领域有广泛的应用。
四、光的干涉与衍射光的干涉是指两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，产生明暗相间的干涉现象。
光学必备知识点总结图解
光学必备知识点总结图解光学是研究光的传播、反射、折射以及与物质相互作用的一门学科。
在现代科技中，光学应用广泛，包括光纤通信、激光技术、光学显微镜、望远镜、光学测量等方面。
因此，了解光学的基本知识对于我们理解现代科技、发展科学技术至关重要。
在本文中，将对光学的基本知识点进行总结，包括光的性质、光的传播、折射、反射、色散、光学仪器等方面的知识点，希望对读者有所帮助。
一、光的性质1. 光的波动性光具有波动性质，即光是以波的形式传播的。
光波的传播方式可以用波长、频率、波速来描述。
光的波长决定了光的颜色，不同波长的光对应不同的颜色。
波长和频率之间有着一定的关系，即速度等于波长乘以频率。
在真空中，光的波速是一个恒定值，即光速等于约299，792，458米/秒，记作c。
2. 光的粒子性光也具有粒子性质，即光是由一些微小的粒子组成的。
这些粒子被称为光子，是光的一个基本单位。
光的粒子性质可以用来解释一些光学现象，如光电效应、康普顿散射等。
3. 光的干涉和衍射干涉是指两束相干光叠加在一起时会产生明暗条纹的现象。
衍射是指光通过狭缝或物体边缘时会发生偏折的现象。
这两个现象是光的波动性质的重要体现。
二、光的传播1. 光的直线传播在均匀介质中，光沿着一条直线传播。
这是光学的一个基本原理，也是光学成像的基础。
2. 光的折射当光线从一种介质射入到另一种介质中时，光线会发生折射。
折射定律表明了入射角、折射角和介质折射率之间的关系。
这个定律对于理解光在介质中的传播有着重要的意义。
3. 光的反射当光线与界面垂直入射时，光线会发生反射。
反射定律规定了入射角和反射角之间的关系。
反射还可以产生镜面反射和漫反射两种形式。
三、光的折射1. 透镜透镜是一种光学器件，主要分为凸透镜和凹透镜两种。
透镜可以将平行光线汇聚成一个点，也可以将一点光源产生的光线汇聚成一个点。
透镜的焦距决定了透镜的成像性能。
2. 成像原理成像原理是指由透镜成像的规律。
通过透镜，可以将物体成像到焦平面上，形成实物像或虚物像。
光学基础知识
光线反射定律： 1.入射光线反射光线于法线在同一平面 内。
2.入射光线与反射光线在法线的两侧。 3.入射角等于反射角。
自然光的照明特点
根据太阳光进入大气的角度不同，阳光 在一天的不同时刻折射出不同的颜色。 破晓冷色日出偏黄，正午光线最强反差 最大落日偏红。
日光照明
反光
光学基础知识
教师：韩阳
光的本性
光的二重性： 微粒说 光是有一定能量的粒子 波动说 光是特定波长范围内的电磁波 光是一种能量传播的形式
宇宙射线 X射线 紫外线 紫 蓝 青 400 430 475 绿 530
无线电 红外线 雷达 交流电 电视短波广播
黄 500 橙 630 红 700
光学基本定律
1.光线沿直线传播：光线在均匀介质中 沿直线传播 2.诸光束独立定律：光线独立传播，不 同光线相交时，对每束光的传播方向不 发生影响 3.光线的反射定律：光线在两种介质的 分界面上会改变传播色
单色 光的 颜色 是由 他的 振动 频率 （波 长） 确定 的
光度基本概念
光能：能够进入人眼感觉的辐射能 光通量：单位时间内光源发出或通过某 范围内 的光能的数量 发光强度：
摄影光学
光线的主要特性（强度/性质/光线的方 向/光线的色彩） 色温与光源（自然光/室内照明） 光线在造型上的作用（照明被摄体/决定 画面气氛/形成明暗构思）
用光与控光
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波長和頻率 在雙縫干涉現象里﹐明條紋和暗條紋之間的距離﹐總是 相等的。在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件下﹐用不同 顏色的光做實驗﹐條紋間的間隔是不同的。紅光的條紋間隔最大﹐紫 光的條紋間隔最小。定量的研究告訴我們﹐光波的波長越長﹐干涉條 紋之間的距離越大﹐條紋的間距跟光波的波長成正比。所以不同色光 的波長也不同﹔紅光的波長最長﹐紫光的波長最短。
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பைடு நூலகம்
一﹑光的本性
利用紅外線遙感技朮﹐可以在飛機或衛星上勘測地熱。尋找水源﹑監測 森林火情。預報台風寒潮等。
紫外線 1801年﹐德國物理學家里特﹐又發現了紫外線。紫外線的波長 比紫光還短。一切高溫的物體﹐如太陽﹑弧光燈發出的光都含有紫外線。 紫外線的主要作用是化學作用。如果在光譜的紫外區域放一張照相底片 ﹐底片就會感光。紫外線照相能辨認出細微的差別。例如可以清晰分辨 出留在紙上的指紋。紫外線還有很強的熒光效應﹐能使許多物質發出熒 光﹐日光燈和農業上誘殺害虫用的黑光燈﹐都是用紫外線來激發熒光物 質發光的。紫外線還有殺菌清毒作用。醫院里常紫外線來消毒病房和手 朮室。紫外線還能促進生理作用和治療皮膚病﹑軟骨病等。經常在礦井 下勞動的工人﹐適當地照射紫外線﹐能促進身體健康﹐但過強的紫外線 能傷害人的眼睛和皮膚﹐電焊的弧光中有強烈的紫外線﹐因此電焊工在 工作時必須穿好工作服﹐并戴上防護面罩。
01.03.2021
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一﹑光的本性
6. 光的電磁說 電磁波譜
光的電磁說 到十九世紀中期﹐光的波動說已經得到公認。但是光波的本 質問題仍然沒有解決。人們總是習慣于照機械波模型把光波看成是在某 種彈性媒質里傳播的振動。到了十九世紀六十年代﹐英國物理學家麥克 斯韋提出了電磁波的理論﹐認為變化的電場和變化的磁場聯系在一起形 成的統一的電磁場﹐能以波的形式從它產生的地方向四周傳播﹐并且從 理論上得出了電磁波的傳播速度跟實驗測得的光速相同。在這個基礎上 ﹐麥克斯韋提出光是一種電磁波。這就是光的電磁說。
4. 光譜和光諳分析
我們知道﹐白光的色散可以形成不同顏色的單色光組成的光譜。其實 ﹐各種光源發出的光都不是單色光﹐因此都能產生自己的光譜。光譜 可以用分光鏡進行觀察。
01.03.2021
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一﹑光的本性
發射光譜和吸收光譜 由發光物體直接產生的光譜叫做發射光譜。如 果發光的是熾熱的固體或液體﹐產生的光譜是由連續分布的一切波長 的光組成的﹐這種光譜叫做連續光譜。但是﹐如果發光的是稀薄氣體 或者是加有揮發性鹽的火焰﹐光譜就有完全不同的特征﹐它們是由一 些不同顏色的不連續的亮線組成的。這種光譜叫做明線光譜 觀察氣體的光譜﹐可以使用光譜管。 各種元素都有一定的明線光譜﹐元素不同﹐明線光譜也不同﹐所以﹐ 明線光譜又叫原子光譜。每種元素的原子只能發出某些具有特定波長 的光譜線﹐這些譜線叫做那種元素的特征譜線。
1888年﹐赫茲用實驗証實了電磁波的存在﹐并且証明了電磁波也跟光 波一樣具有反射﹑折射﹑干涉﹑衍射等性質。他還通過干涉實驗測出了 一定頻率的電磁波的波速 等于光速的預言符合的相當好。這說証明了麥 克斯韋的光的電磁理論是正確的。
電磁波譜 根據光的電磁理論﹐紅外線﹑可見光﹑紫外線﹑X射線本質上 都 是電磁波﹐不過它們的波長是不同的。這些不同波長的電磁波跟以前 學過的無線電波一起﹐構成了范圍相當廣的電磁波譜。不同的電磁波產 生的機理不同。無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產生的﹐ 紅外線﹑可見光﹑紫外線是原子的外層電子受到激發后產生的﹐X射線 是原子的內層電子受到激發后產生的﹐γ射線是原子核受到激發后產生的 ﹐但是波譜中相鄰區段的波長﹐并沒有截然的界線。
白光通過每一種氣體時﹐光譜中都會產生一組暗線﹐每條暗線的 波長﹐都跟那種氣體原子的一條特征譜線相對應﹐這就表明﹐每種氣 體都 能從通過它的白光中吸收跟它的特征譜線波長相同的那些光﹐ 使白光的連續光譜中出現暗線﹐因此﹐我們把連續光諳中某些波長的 光被物質吸收后產生的光譜叫做吸收光譜。通常在吸收光譜中看到的 特征譜線紕明線光譜中的要少一些。
X射線 1895年﹐德國物理學家倫琴發現﹐在高真空氣體放電管中﹐被電 子射線擊中的管壁發出了一種 看不同的射線﹐它能夠穿透黑紙板罩﹐使 涂有鉑氰酸鋇的紙屑發出熒光。當時﹐倫琴弄不清這種射線的本質﹐給 它起了一個略帶神秘色彩的名稱-----X射線﹐人們也把它叫做倫琴射線。 這種射線﹐對于許多不透明的物質﹐具有很強的穿透能力。高速電子流 射到任何固體上﹐都會產生這種射線。
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一﹑光的本性
光譜分析 由于每種元素都有自己的特征譜線﹐因此可以根據光譜來鑒 別物質和確定它的化學組成。這種方法叫做光譜分析。做光譜分析時 ﹐可以利用發射光譜﹐也可以利用吸收光譜。這種方法的優點是非常 靈敏而且迅速﹐
5. 紅外線 紫外線 X射線
紅外線 光譜中不同色光的波長約在0.4~~0.7微米之間﹐這是一個狹窄 的范圍。在這個范圍之外﹐是否還有光波存在呢﹖1800年﹐英國天文 學家赫謝耳發現﹐太陽光譜并不限于從紅到紫的可見部分。他用靈敏 溫度計研究光譜里各種色光的熱作用時﹐把溫度計移到光譜的紅光區 域外側﹐它的溫度上升得更高﹐說明那里有看不見的射線照射到溫度 計上。這種射線后來就叫做紅外張﹐紅外線最顯著的作用是熱作用。 所以可以利用紅外線來加熱物體。紅外線的波長比紅光還長﹐因此衍 射現象比較顯著﹐容易透過云霧煙塵﹐所以﹐利用對紅外線敏感的底 片可以進行遠距離攝影和高空攝影﹐這種攝影還不受白天和夜晚的限 制。由于一切物體﹐都在不停地輻射紅外線﹐并且不同物體輻射的紅 外線的波長和強度不同﹐利用靈敏的紅外線探測器吸收物體發出的紅 外線﹐然后用電子儀器對接收到的信號進行處理﹐就可以察知被探測 物體的特征。這種技朮叫做紅外線遙感。
如果我們換用白光來做雙縫干涉實驗﹐在屏上就會出現不同顏色的 彩色條紋﹐這是因為白光是由不同顏色的單色光復合而成的﹐而不同 色光的波長不同﹐產生的明暗條紋間距也不同﹐所以在屏上出現了彩 色條紋。
我們知道﹐波長與頻率的乘積等于波速﹐這個關系對于一切波都是適 用的﹐不同色光在真空中的傳播速度相同﹐而波長不同﹐因而它們的 頻率也不同﹐波長越長頻率越小﹐波長越短頻率越大。