就噪声而言，仔细分析就会知道，噪声是有颜色。

来源: marketreflections 于 2010-11-17 16:55:28 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 阅读数 : (4108 bytes)

光源相对比较简单，任何会发光的物体都可以成为光源。 但一般来说，如果我们使用
一个电光源的话，一个钨灯就是一个典型的例子。这背后有非常深刻的物理，那就是你无法
通过理论计算电功率而确定出钨灯发出的光的整个光谱，因为这不是简单的黑体辐射。钨灯
发出的光谱是连续的，还有一些灯能发出很尖锐的脉冲峰，比如空心阴极灯。
空心阴极灯又叫元素灯，它能发出一些特定元素的特征谱线。但因为谱线不可能是无
限细线光谱，所以，这个空心阴极灯发出的光谱也是具有在波长上连续分布的。
谱线具有宽度就是真正的物理学，因为只有在数学里我们才可以谈论无限狭窄的线光
谱——基本可以肯定的是，任何涉及无限的数量都不是物理学中的物理量。谱线的展宽具有
很多类型，比如自然宽度起源于海森堡的不确定原理，多普勒展宽则起源于发光原子的热运
动…… 鉴于本章只想谈论测量光谱线的波长，我们只需要记得一点，那就是，任何光源发
出的光谱线，都是有一定的宽度的，没有完全纯净的单色光。
（4）
单色器的主要作用是把一个连续光谱的光分开来，也就是说，输入单色器的是一个复
合光，输出单色器的是一个单色光（理论上的单色光，实际上单色光是不存在的，这是仪器
原理决定的，也是真正的物理）。

一个单色器最简单的结构是入射狭缝，光栅和出射狭缝。狭缝的宽度是决定光谱带宽
的，而光栅则起到分光的作用。在目前，比较多用的是闪耀光栅，这种光栅可以使得出射光
能量不集中在零级，而是集中在我们需要的波长附近。当然，对于闪耀光栅的出射能量随波
长的分布，有很多种计算方式，最近比较流行的，自然是采用傅里叶光学的观点。

仪器为了实现光栅方程，需要一些机械结构。因为一般来说，光栅转角和出射波长之
间存在正弦关系，这个正弦函数需要机械结构来实现，所以肯定会有误差。


读者们一定要记住，无论在那个时代，有些事情一定是不可能做到的，因为机械误差
的存在，加上物理学原理本身的限制，单色器发出的光不可能是真正的单色光。——这就是
“测不准原理”，因为仪器永远测量不到物理量的真实值，大家就想到用多次测量的方法来
逼近真实值，这在概率论上被称为“大数定律”，其意思是说，只要你测量的次数足够多，
你得到的数据的平均值就会很接近真实值。从某种意义上来说，这里面肯定有逻辑的缺陷，
换用量子力学的思考方式，我们最好干脆一些，其实“真实值”并不存在！！

因为你永远测量不到“真实值”！
读者们读到这里一定会有些晕头转向，但如果你没有被这个章节吓倒，意味着你已经
开始亲吻量子力学女郎的大腿了，她最敏感的秘密将被你揭开，你会发现，她的石榴裙下，
其实什么也没穿……

（5）
检测器是把光信号转变为电信号的传感器。最简单的实现方式是基于爱因斯坦光电效
应的光电倍增管。如果仅仅谈论对波长的探测，检测器的知识非常简单，它总能把光信号转
化为电信号。但从工作过程的细节来看，这个部件涉及到电流噪声以及后续放大电路的设计
，以及最后的模数转换（把模拟量转化为数字量，非常象从连续的经典力学进入离散的量子
力学）。
我们不再絮叨，展开来讲，仪器的整个工作过程涉及到能量的传递和信噪比的传递，
很多细节都可以单独写出一本书。但但就噪声而言，仔细分析就会知道，噪声是有颜色。

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的存在，加上物理学原理本身的限制，单色器发出的光不可能是真正的单色光。——这就是
“测不准原理”，因为仪器永远测量不到物理量的真实值，大家就想到用多次测量的方法来
逼近真实值，这在概率论上被称为“大数定律”，其意思是说，只要你测量的次数足够多，
你得到的数据的平均值就会很接近真实值。从某种意义上来说，这里面肯定有逻辑的缺陷，
换用量子力学的思考方式，我们最好干脆一些，其实“真实值”并不存在！！

因为你永远测量不到“真实值”！
读者们读到这里一定会有些晕头转向，但如果你没有被这个章节吓倒，意味着你已经
开始亲吻量子力学女郎的大腿了，她最敏感的秘密将被你揭开，你会发现，她的石榴裙下，
其实什么也没穿……

（5）
检测器是把光信号转变为电信号的传感器。最简单的实现方式是基于爱因斯坦光电效
应的光电倍增管。如果仅仅谈论对波长的探测，检测器的知识非常简单，它总能把光信号转
化为电信号。但从工作过程的细节来看，这个部件涉及到电流噪声以及后续放大电路的设计
，以及最后的模数转换（把模拟量转化为数字量，非常象从连续的经典力学进入离散的量子
力学）。
我们不再絮叨，展开来讲，仪器的整个工作过程涉及到能量的传递和信噪比的传递，
很多细节都可以单独写出一本书。但但就噪声而言，仔细分析就会知道，噪声是有颜色。

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