例句
1.在太阳照射下，背光处的光线往往要暗些。
2.我们在光线不好的地方看书容易损害视力。
1. 见“光綫”。
引
光线是指源辐射的光在空间中传播的路径和方向，通常表现为一条直线。光线是几何光学中的一个抽象概念，用于描述光的传播方向和轨迹，而不是实际存在的实物。光线可以是平行、汇聚或发散的，具体取决于光源的类型和介质的特性。
在物理学中，光线的概念用于研究光的直线传播、反射、折射等现象。例如，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生反射和折射，这些现象可以通过光线来描述。此外，光线在光学设计和光学系统中也起着重要作用，用于模拟光的传播路径和优化光学系统。
光线的英文翻译为“light ray”或“beam”，在不同语境下可能指代不同的光束形式。光线的近义包括光芒、光辉、光彩等，这些词语通常用来形容光线的明亮和耀眼。
光线是一个多义，涵盖了光的传播路径、方向以及其在不同场景下的表现形式。
光线在不同介质中的传播特性主要表现为直线传播、折射和反射。以下是详细的解释：
光的直线传播不仅是在均匀介质中，而且必须是同种介质。当光在两种均匀介质的接触面上时，会发生折射，此时光就不再是直线传播。
折射：
折射现象解释了光在不介质中传播速度不同以及光线传播方向改变的原因。例如，我们看到鱼缸里的鱼是因为光线在进入水中时发生了折射。
反射：
在不同介质的交界面上，光的传播路径发生变化。当光斜射入玻璃砖时，光的传播路径在空气与玻璃的交界面处发生折射，部分光被反射回空气中，另一部分光折入玻璃中。
散射：
在含有小水珠或微小颗粒的介质中，光线会发生散射，部分光线向四周扩散。通过“烟雾法”或在水加入牛奶制造悬浊液，可以模拟这种情况，清晰观察光的传播路径。
光程：
光程是一个折合量，表示在相同时间内光线在真空中传播的距离。它等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程。在数值上，程表达式为Δ=nr，其中n为介质折射率，r为光在介质中传播的路程。
特殊情况：
综上所述，光线在不同介质中的传播特性包括直线传播、折射、反射和散射等现象。
光线的反射和折射现象涉及多个具体的物理原理，这些原理在光学中具有重要的应用。以下是详细的解释：
光路可逆。
平面镜成像：
虚像由实际光线反向延长线会聚形成，只能直接观察。
镜面反射与漫反射：
入射角正弦与折射角正弦成正比，即 $ n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2 $ 或 $ n_1 v_1 = n_2 v_2 $，其中 $ n_1 $ 和 $ n_2 $ 分别是两种介质的折射率，$ \theta_1 $ 和 $ \theta_2 $ 分别是入射角和折射角。
折射率：
折射率越大，介质对光的弯曲程度越大。
全反射：
透镜的成像特性可以通过折射定律和几何光学原理来解释。
光纤通信：
光纤利用光的全反射原理，通过细小的光纤传输光信号，减少光信号的损失。
光学仪器：
通过光线的概念来优化光学系统的设计，可以从以下几个方面进行详细探讨：
光线追迹算法的应用： 光线追迹算法是光学设计中常用的一种方法，通过模拟光线在光学系统中的传播径和行为，可以评估系统的成像质量等性能指标。设计者可以使用光线追迹算法来确定光线在各个光学元件上的入射和出射位置、方向等信息从而优化光学系统的结构。
优化目标的设定： 在光学系统设计中，化目标可以根据具体应用需求设定，如提升成像质量、减小光斑大小、增加光束能量、缩小系统体积和重量等。这些目标可以通过调整光学元件的材料、形状、尺寸等参数来实现。
材料选择与形状设计： 材料选择需考虑其光学特性，如折射率、色散、硬度等，以实现最佳光学效果。形状设计通过调整透镜曲率和厚度等参数，优化光线传播路径，从而提升系统性能。
计算机模拟与评估： 计算机模拟是评估系统性能的关键工具，通过模拟光线传播路径和行为，对比不同设计方案，选择优方案。评估指标应与优化目标一致，如图像清晰度、光斑大小等，以确保优化效果。
制造工艺与系统调试： 制造工艺需确保光学元件符合设计要求，高精度透镜需采用高精度制造工艺和设备。系统装和测试过程中，系统调试可发现并解决系统问题，提高性能。
光线控制方法： 光线计算是光学设计的基本问题之一，其目的在于解决光线经光学系统后的位置和光束结构特性，以判断像差理论运用的正确性、光学系统各个变数改变过程是否恰当，以及光学系统的成像质量。经过光线计算后，可绘制光路图、了解光线在光学系统中的各个入射面（或反射面）上的位置、入射方向和出射方向等信息。
理想光学系统理论： 理想光学系统理论假设在均匀透明介质中，物空间和像间的光线均为直线，满足共线成像关系。理想光学系统理论包括焦点、焦平面、主点、主平面、焦距和节点等概念，这些概念描述了光学系统的基本特性。理想光学系统理论为光学系统的设计和分析提供了理论基础。
优化算法的应用： 设计者可以使用各种优化算法来寻找最佳的光学系统设计方案，以实现最佳的性能。例如，遗传算法、粒子群优化算法等可以用于优化光学系统的设计方案。
整体与局部优化的平衡： 光学系统设计的核心在于整体选型与局部优化的平衡。整体选型基于拉赫不变量，即根据设计要求选择初始结构，通过观察光线走势和透镜结构特征，实现目标与初始目标的差异调整局部优化则需逐步加载指标，避免陷入局部最优，通过观察像差曲线和RAY FAN图，分析主要像差并选择消像差方法。
光线与其他光束形式（如光束、光）的区别主要体现在以下几个方面：
光束：光束是由多条光线组成的集合，具有有限的长度和宽度。光束以是平行的、会聚的或发散的，具体取决于其中的光线如何排列。光束是实际存在的实体，可以被观察到。
物理质：
光束：光束具有实际的物理尺寸，包括长度和宽度。光束中的光线可以是平行的、会聚的或发散的，这些特性决定了光束的形状和用途。
应用领域：
光束：光束在激光技术、光学通信和照明设备中广泛使用。例如，激光束因其高度的方向性和亮度，在测量、切割和焊接等应用中非常理想。
波动光学与几何光学：
光束：光束属于波动光学的概念，涉及光的波动性和干涉现象。光束的形成和传播可以通过波动光学的理论进行分析。
测性：
光线和光束在光学中扮演着不同的角。光线是一个几何概念，用于描述光的传播方向，而光束则是实际存在的实体，由多条光线组成，具有具体的物理尺寸和形状。
光线在艺术和设计中的应用非常广泛，涵盖了绘、建筑设计、室内设计、电影制作等多个领域。以下是一些具体的例子：
在文艺复兴时期，达芬奇、米开朗基罗和拉斐尔等画家首创了以光线为表现手段的明暗渐进法，这种方法通过光线的运用表现物体的体积感、空间感和色彩感，对绘画的发展具有划时代的意义。
建筑设计中的光线应用：
在宗教性或纪念性建筑中，线与空间的结合设计可以创造出超越性的体验。例如，柯布西耶的朗香教堂和安藤忠雄的“光之教堂”，通过光线与信仰的关系巧妙演绎
室内设计中的光线应用：
引入自然光线，如通过窗户和天花板设计，可以节约能源，提高室内空间的舒适性。创意光线设计，如利用灯光呈现光影效果和艺术感灯具，为室内空间增添趣味和个性。
电影制作中的线应用：
光线在电影中的职能远超照明的范畴，它是电影表达中极为关键的语言元素。创作者通过光影的变幻与对照，显著地作用于观众的情感和认知。无论是刻画人物形象，还是创造出特定的氛围，光线的巧妙设计都要求创作者具备敏锐的艺术感知和精湛的技术技能。
建筑中的自然光应用：