帖子
勛章
關(guān)注
任務(wù)
生活中的光學(xué) 正文：光是在人們的生活中占據(jù)著重要的地位，可以說(shuō)是任何事物都無(wú)法取代的，沒(méi)有光，就沒(méi)有這五彩繽紛的世界，世界將一片黑暗，沒(méi)有了光，就不可能有現(xiàn)在這個(gè)世界。從古代開(kāi)始，人們便對(duì)光學(xué)有了一定的了解，但是由于人們的認(rèn)識(shí)所限，不可能對(duì)世界上的各種光學(xué)現(xiàn)象作出合理的，科學(xué)的解釋。隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)光的認(rèn)識(shí)也不斷加深，能夠合理地解釋各種光學(xué)現(xiàn)象，并能利用光更好的為人們服務(wù)。下面我們來(lái)針對(duì)生活中的光的不同特性產(chǎn)生的現(xiàn)象來(lái)揭開(kāi)生活中一些現(xiàn)象的神秘的面紗。 1．光的直線傳播中國(guó)有句俗語(yǔ)叫做“未見(jiàn)其人，先聞其聲”這正是由于光和聲音的不同性質(zhì)而產(chǎn)生的現(xiàn)象，光的波長(zhǎng)較短，而聲波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)波的衍射原理，與障礙物尺寸相差不大的波長(zhǎng)的波可以產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，因而聲音可以繞過(guò)墻壁等障礙物傳播到人的耳朵里，而光卻不能繞過(guò)墻壁等障礙物傳播到人的眼睛里。因?yàn)楣獾牟ㄩL(zhǎng)較短所以衍射現(xiàn)象不明顯，因此在宏觀上可以認(rèn)為光沿直線傳播。光沿直線傳播這一特性在生活中也得到了廣泛的應(yīng)用，例如射擊時(shí)的瞄準(zhǔn)，激光準(zhǔn)直等現(xiàn)象。光的直線傳播還形成了一些特有的現(xiàn)象，日食和月食的形成原理都是由于光的直線傳播。具體的形成原因如下：日食是在同一直線上的太陽(yáng)、月亮和地球之間，月亮把太陽(yáng)光擋住，致使地球上的局部地方，即使是白天，也看不到太陽(yáng)或只看到殘缺的太陽(yáng)，太陽(yáng)完全被遮住稱為日全食，遮住部分稱為日偏食。而月食，是在同一直線上的地球把太陽(yáng)光遮住，致使在晴朗的夜空，月亮也變得黑黑的，同樣月食也分月全食和月偏食。在我國(guó)古代的時(shí)候，由于人們不了解月食的形成原因，迷信地認(rèn)為發(fā)生月食是將要有大的災(zāi)難，因此古時(shí)人們把月食叫做“天狗吃月亮“，現(xiàn)在我們知道，日食和月食都是光的直線傳播規(guī)律的一個(gè)自然而然的現(xiàn)象。光的直線傳播還產(chǎn)生了小孔成像等現(xiàn)象，在晴朗的天氣可以直觀的看到樹(shù)林中光線直線傳播的現(xiàn)象。 2.光的反射 光的反射在生活中也有廣泛的運(yùn)用，最常用的應(yīng)該屬于大家常見(jiàn)的鏡子，由于光的反射，鏡子可以把接收到的光反射過(guò)來(lái)，這樣人就可以在鏡子中看到自己的樣子。由于光的反射線總是與入射線分居法線兩邊，且與法線夾角相同，如果把鏡子的面做的不是很平整，那么在鏡子中看到的像就發(fā)生拉伸或扭曲，這就是哈哈鏡的原理，哈哈鏡表面做的不平整，當(dāng)人從鏡子中看到自己的扭曲的像時(shí)會(huì)忍不住哈哈大笑，哈哈鏡因此得名。汽車的后視鏡也運(yùn)用了光的反射原理，汽車后視鏡作出凹面，后面的景物反射回人眼時(shí)就縮小了，因此可以在很小的鏡面中看到后面的大面積景物。光的反射在交通工具另一應(yīng)用：高速公路上的標(biāo)志牌都用"回歸反光膜,,制成,夜間行車時(shí),它能把車燈射出的光逆向返回,所以標(biāo)牌上的字特別醒目.另外運(yùn)用各種曲面對(duì)光的不同反射作用可以使光匯集或發(fā)散，手電筒里的反射鏡就是運(yùn)用這個(gè)原理將從小燈泡發(fā)出的光反射后沿直線射出。光的反射分為全反射和漫反射，鏡子的反射屬于全反射，光從鏡子中反射回來(lái)后能量損失極少，而大部分的表面不是很光滑的物體大多屬于漫反射，這是由于漫反射的光學(xué)進(jìn)入人們的眼睛人們才能看到物體的樣子。大家可能都有這種感覺(jué)，如果黑板做的不好的話坐在旁邊的同學(xué)就看不到黑板上的字，原因正是產(chǎn)生了全反射。因此現(xiàn)在的黑板表面都做了特殊的粗糙處理這樣無(wú)論做到什么地方的同學(xué)都可以看到黑板上的字跡。 3.光的折射 光的折射也在生活中得到廣泛的應(yīng)用，特別是透鏡折射。眼睛成像是透鏡成像規(guī)律的重要應(yīng)用。照相機(jī)與眼睛有相似的結(jié)構(gòu)，通過(guò)生理學(xué)中的眼模型，眼睛可以看成是精巧的照相機(jī)，眼球中的角膜和晶狀體的共同作用，相當(dāng)于一個(gè)“凸透鏡”，視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)的底片。從物體發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)人眼的凸透鏡在視網(wǎng)膜上形成倒立、縮小的實(shí)像，分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激，把這個(gè)信號(hào)傳輸給大腦，人就可以看到這個(gè)物體了。這就是眼睛成像的基本原理。傳統(tǒng)照相機(jī)的原理與眼睛類似，但是也有不同的地方。 眼睛與傳統(tǒng)照相機(jī)的比較：眼睛照相機(jī)結(jié)構(gòu)角膜和晶狀體（相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡）鏡頭（相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡）調(diào)整瞳孔光圈接收視網(wǎng)膜（有感光細(xì)胞）底片（有感光材料）成像縮小、倒立、實(shí)像縮小、倒立、實(shí)像成像原理像距不變，當(dāng)物距減小（或增大）時(shí)，增大（或減小）晶狀體的曲率以減小（或增大）焦距，使物體在視網(wǎng)膜上成清晰的像焦距不變，當(dāng)物距增大（或減小）時(shí)，減小（或增大）鏡頭到底片間的距離，使物體在底片上成清晰的像近視也是生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，它形成的原因就是由于長(zhǎng)期的看近處的東西，眼睛的晶狀體產(chǎn)生了變形，調(diào)節(jié)能力差，不能使物體的光投影到視網(wǎng)膜上，因此不能看清遠(yuǎn)處的東西。日常生活中用的放大鏡也是也是光的折射的原因，凸透鏡成像的原理如下： 相距與焦距關(guān)系成像特征相距與焦距關(guān)系應(yīng)用u＞2f 成倒立縮小實(shí)像f＜v＜2f 照相機(jī)u=2f 成倒立等大實(shí)像f＜u＜2f 成倒立放大實(shí)像v＞2f 投影儀u＜f 成正立放大虛像v＞u 放大鏡u=f 不成像注：u為像距v為物距，f為透鏡焦距凸透鏡成像特征： 1.一倍焦距分虛實(shí)，兩倍焦距分大小 2.凸透鏡成的實(shí)像永遠(yuǎn)是倒立的 |
