科普 為什麼汽車霧燈用黃光 而不是醒目的紅光?

2021-01-14 安徽公安交警在線

● 人眼對什麼顏色的光最敏感

 

汽車安裝的燈具目的就是警醒,所以得先弄清人眼對什麼顏色的光最敏感,這樣才有意義。視覺神經對不同波長光的感光靈敏度是不一樣的,對綠光最敏感,而對紅、藍光靈敏度最低。國際照明委員會(CIE)根據實驗結果,確定了人眼對各種波長光的相對靈敏度,稱為「光譜光視效能或視見函數」

 

 

在明視情況下,即光亮度大於3cd/m2時,人眼的敏感波長,即光譜光視效率峰值對應波長在555nm處,屬於黃綠光。

 

在暗視情況下,即光亮度小於0.001cd/m2時,人眼的敏感波長在507nm處。

 

黃色波長:540~600nm,綠色波長:495nm~540nm,青色:460~495nm。

 

那麼霧燈用的是黃光,是很合理的。那麼為什麼剎車燈採用紅燈呢?那是紅色對於人類有危險的含義,其實人眼對其靈敏度不高。

 

● 光在介質中傳播過程中發生衰減跟什麼因素有關

 

光在空氣中傳播時,由於大氣中存在多種氣體分子、塵埃、煙霧、溼氣等而使部分輻射能量被吸收、被轉換、被散射等。這時候,我們關心光的穿透力問題,這涉及大氣分子對光的吸收和散射。

 

● 關於大氣分子對光的吸收

 

光波在大氣傳播時,大氣分子在光波電場作用下產生極化,並以入射光的頻率做受迫振動,光波要克服大氣分子內部阻力而消耗能量,表現為大氣吸收。

 

構成大氣的原子分子有氮氣、氧氣、二氧化碳、氫氣、水等,其中氮氣和氧氣含量最多,但它們對可見光幾乎不吸收。

 

實際上,水和二氧化碳分子,特別是水分子在可見光區有寬廣的振動結構,因此它是可見光的最重要的吸收分子,是大氣光學衰減的主要因素。

 

當入射光的頻率等於大氣分子固有頻率時,則發生共振吸收,這時候光衰減達到最大值。實際上,還有少量的其它分子,例如氦氣、臭氧等在可見光的近紅外區有可觀的吸收作用,但是大氣中含量甚微,一般不考慮其吸收作用。

 

這解釋了大霧時,光穿透力大幅減弱的問題,因為光被水分子吸收了。

 

關於大氣分子對光的散射

 

晴天空氣品質良好時,由於氮氣、氧氣、二氧化碳等大氣分子的尺寸遠小於可見光的波長,因此主要考慮瑞利散射,其衰減係數跟分子密度成正比、與波長四次方成反比,可見波長越長散射越弱。

 

在有塵埃、鹽粒、雨、雪、霧霾的情況下,由於這些粒子的尺寸一般都大於光的波長,因此主要考慮米氏散射。米氏散射跟粒子尺寸、密度分布及折射率特性有關,跟光的波長無關。

 

● 為什麼汽車霧燈用的是黃光?

 

因為人眼對黃綠光最敏感。其實汽車燈具所選用的顏色跟散射因素關係不大,因為在大霧情況下,發生的米氏散射程度和入射光的波長無關。

 

在天氣晴朗無霧霾時,發生的瑞利散射跟入射光的波長有關,波長越長散射越弱,這樣的話,紅光比黃光的波長更長,更不容易發生散射,紅光穿透力更好。

 

現在的汽車,一般都配備了前後霧燈,前霧燈是黃色或者白色的,後霧燈是紅色的。其實轉向燈才是純正的黃色。現在流行的日行LED行車燈是白色的,並沒有特意做成黃色或者紅色,所以大家還是無需過度解讀燈具顏色的含義。


來源:122交通網


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