在實(shí)際生活當(dāng)中，有很多有趣而奇妙的光現(xiàn)象。大到吸引全球注意力的日食、月食，小到肥皂泡上的彩色圖案，只要你留心，隨時(shí)都能發(fā)現(xiàn)自己身邊的光現(xiàn)象。不過(guò)你有沒(méi)有思考過(guò)它們的原因呢？其實(shí)，這些光現(xiàn)象很多都可以用我們學(xué)過(guò)的波的知識(shí)來(lái)解釋，現(xiàn)在就讓我們?nèi)タ匆豢醋约荷磉吰婷畹墓猬F(xiàn)象吧物理論文——形形色色的光現(xiàn)象廣義范圍內(nèi)的光指全部電磁波。迄今為止所知的最長(zhǎng)波長(zhǎng)為107米左右，最短波長(zhǎng)為10-15米左右?？梢?jiàn)光指能引起人視覺(jué)的電磁波，其波長(zhǎng)約在7.7×10-7～3.9×10-7米，它包括從紅光到紫光的各種單色光。下面我們將針對(duì)可見(jiàn)光談以下幾個(gè)問(wèn)題：1光的傳播2光的反射3光的折射4光的衍射5光的干涉6光的散射7極光物理論文——形形色色的光現(xiàn)象

一、 光的傳播在均勻介質(zhì)中光沿直線傳播。這條性質(zhì)我們是司空見(jiàn)慣了。也正是光的這條性質(zhì)，使人們費(fèi)了很大勁才弄清光的波動(dòng)性質(zhì)。究竟有什么現(xiàn)象是光的直線傳播造成的呢？就讓我們看一下吧。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象日食、月食是一重要的天文現(xiàn)象，是光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的例證。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象日全食、日偏食和日環(huán)食月球的影可以分為本影、半影和偽半影三部分。月球繞地球的軌道和地球繞太陽(yáng)的軌道都不是正圓，所以日、月同地球之間的距離時(shí)近時(shí)遠(yuǎn)。因此在日食時(shí)，觀察者在本影范圍看到太陽(yáng)全部被月球遮住，稱為日全食；觀察者在半影內(nèi)則見(jiàn)到太陽(yáng)部分被月球遮住，稱為日偏食；觀察者在偽本影內(nèi)見(jiàn)到太陽(yáng)的中間部分被月球遮住，周邊剩下一個(gè)光環(huán)，稱為日環(huán)食。當(dāng)月球繞地球運(yùn)行到太陽(yáng)與地球之間幾乎與太陽(yáng)同起同落時(shí)，從地球上見(jiàn)不到月球，這時(shí)稱為朔，日食現(xiàn)象發(fā)生在朔的時(shí)候。朔的周期約為29.5天。但不是每隔29.5天都發(fā)生一次日食，原因是月球繞地球運(yùn)行的軌道平面和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道平面不完全重合，兩者之間有5°9’的平均夾角。所以只有當(dāng)朔時(shí)太陽(yáng)離兩個(gè)軌道平面的交點(diǎn)在某一角度以內(nèi)時(shí)才會(huì)發(fā)生日食。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象月全食、月偏食與半影月食月食是月球進(jìn)入地球陰影，月面變暗的現(xiàn)象。地球在背著太陽(yáng)的方向有一條陰影，叫地影。地影分為本影和半影兩部分。本影沒(méi)有受到太陽(yáng)直接射來(lái)的光，半影受到一部分太陽(yáng)射來(lái)的光。月球在繞地球運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)入地影后就發(fā)生月食。月球整個(gè)都進(jìn)入本影發(fā)生月全食；部分進(jìn)入本影發(fā)生月偏食。月全食和月偏食叫本影月食。有時(shí)月球只進(jìn)入半影而不進(jìn)入本影，發(fā)生半影月食。當(dāng)?shù)厍蛱幵谔?yáng)與月球之間時(shí)，月球朝向地球的一面照滿太陽(yáng)光，從地球上看月球，月球呈光亮的圓形，這叫望。望的周期與朔相同，月食只能發(fā)生在望的時(shí)候。但由于地球與月球運(yùn)行軌道不在同一平面，而有一個(gè)5°9′的夾角，不是所有望的時(shí)候都發(fā)生月食。只有當(dāng)月球運(yùn)行到兩個(gè)軌道平面的交點(diǎn)附近時(shí)，月食才可能發(fā)生。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象由于地球的本影比月球大得多，在月全食時(shí)，月球會(huì)會(huì)完全進(jìn)入地球的本影區(qū)內(nèi)，因此絕不會(huì)出現(xiàn)月環(huán)食這種現(xiàn)象。發(fā)生月食時(shí)地面上的觀測(cè)面積很大，可覆蓋半個(gè)地球，只要是天氣晴朗的夜空就能看得到。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象本影區(qū)是光線完全射不到的地方。點(diǎn)光源生成的影區(qū)周?chē)梢猿霈F(xiàn)亮邊，這是由于光的波動(dòng)性，光遇到障礙物后，發(fā)生衍射的結(jié)果。發(fā)光體越大本影區(qū)越小。如白熾燈下的人影很清楚，熒光燈下的人影十分模糊，就是兩者比較而言，白熾燈可看成是點(diǎn)光源，發(fā)光面??；熒光燈的發(fā)光面就比白熾燈大得多。醫(yī)院里外科手術(shù)用的無(wú)影燈，就是在一個(gè)很大的圓形燈罩里交錯(cuò)排列或呈環(huán)形排列幾個(gè)到10多個(gè)燈球，每個(gè)燈球里有一個(gè)鏡面燈泡，燈炮下半部的內(nèi)壁上涂有一層鋁，把光線均勻柔和地反射到整個(gè)燈球上。這樣各個(gè)燈球都能把光線照射到手術(shù)臺(tái)上，既保證有足夠的亮度，同時(shí)又不留任何影子。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象星光閃爍夜晚，天上的星星，特別是地平線附近的星星，常以震動(dòng)的形式急速變化。時(shí)明時(shí)暗上下跳動(dòng)，左右搖晃。而且有時(shí)顏色也有變化，這就使所謂的星光閃爍，或者說(shuō)是星星“眨眼”。這是由于大氣處于經(jīng)常不斷地運(yùn)動(dòng)中，空氣密度也相應(yīng)地不斷變化。又因?yàn)椴煌獠ǖ恼凵渎适遣煌?，所以看起?lái)，位置和顏色都不斷地變化。來(lái)自地平線附近的星光，由于穿過(guò)的大氣層厚，又由于底層大氣變化大，所以閃爍顯著。地面的發(fā)光物也會(huì)有同樣的閃爍現(xiàn)象。星光閃爍往往反映出大氣的不穩(wěn)定，是天起變化的征兆，所以有“天上星星跳，風(fēng)雨就來(lái)到”的諺語(yǔ)。同樣的原因在炎熱的夏季，地面上的目標(biāo)物，由于強(qiáng)烈的增熱，空氣密度變化大，大氣層不穩(wěn)定，折射率不斷變化，遠(yuǎn)處看起來(lái)一些樹(shù)木、房屋等會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，氣象學(xué)上稱為閃晃。這中閃晃也和星星閃爍一樣，是天起變化的征兆，因?yàn)檫@是大氣層不穩(wěn)定的表現(xiàn)。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在的大氣層的情況相比將延后。這是由于太陽(yáng)光在不均勻的大氣層中傳播發(fā)生彎曲的原因。海市蜃樓也是介質(zhì)不均勻造成的眾人皆知的現(xiàn)象。這些現(xiàn)象等說(shuō)到折射時(shí)再詳細(xì)說(shuō)明。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象

二、 光的反射我們能夠看到的物體有的是光源（自己能發(fā)出光線），有的則是因?yàn)樗鼈兡芊瓷涔狻９獾姆瓷浞譃殓R面反射和漫反射，而以漫反射最為常見(jiàn)。光線經(jīng)光滑面發(fā)生的反射現(xiàn)象。鏡反射遵循反射定律，反射光線是有規(guī)律的。平面鏡、球面鏡及各種曲面的反射都是鏡反射。鏡反射能生成各種像，并在適當(dāng)位置和范圍內(nèi)能觀察到。在現(xiàn)實(shí)中大量的反射都不是在光滑面上進(jìn)行的，反射面是粗糙的。在粗糙的表面進(jìn)行的無(wú)規(guī)則反射叫漫反射。漫反射的光線能到各個(gè)方向，但就其中的每條光線而言，都遵循反射規(guī)律。一般物體我們之所以能從各個(gè)方向看到它，就是漫反射的結(jié)果。漫反射在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象我們常見(jiàn)的平面鏡的反射就是鏡面反射。平行光經(jīng)鏡面反射仍平行。很多時(shí)候我們都利用鏡面反射，但有時(shí)鏡面反射卻是我們要避免的。比如教學(xué)用的黑板，如果太光滑就會(huì)造成很多同學(xué)看不清字。這是因?yàn)榉瓷涔獯蟛糠止庋嘏c鏡面反射的路徑傳播。這時(shí)只要把黑板弄粗糙一些即可。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象當(dāng)光射到兩種媒質(zhì)界面，只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象叫全反射。當(dāng)光由光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)時(shí)，折射角將大于入射角。當(dāng)入射角增大到某一數(shù)值時(shí)，折射角將達(dá)到90°，這時(shí)在光疏媒質(zhì)中將不出現(xiàn)折射光線，只要入射角大于上述數(shù)值時(shí)，均不再存在折射現(xiàn)象，這就是全反射。所以產(chǎn)生全反射的條件是：①光必須由光密媒質(zhì)射向光疏媒質(zhì)。②入射角必須大于臨界角。由于鏡面反射常常造成光的能量損失，常常用全反射透鏡代替平面鏡。潛望鏡就是這樣做的。全反射的應(yīng)用很廣，如改變光的傳播方向、測(cè)量折射率和傳導(dǎo)光束等。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象

三、 光的折射光的折射滿足折射定律。其內(nèi)容如下：①折射線、法線、入射線在同一平面內(nèi)。②折射線、入射線在法線的兩側(cè)。③折射角的正弦與入射角的正弦的比值是一常數(shù)。光由光速大的媒質(zhì)進(jìn)入光速小的媒質(zhì)，光線將向法線偏折，即光線配法線的夾角變小。在水底有一束光源，光束達(dá)到水面然后折射到空氣中，當(dāng)然也有一部分光線產(chǎn)生反射。當(dāng)入射角加大時(shí)，更多的光線產(chǎn)生反射。當(dāng)入射角大于或等于臨界角時(shí)，發(fā)生全反射。臨界角是由兩個(gè)介質(zhì)的折射率來(lái)決定的：n是兩個(gè)介質(zhì)的折射率。nairwatersinθnair/nwatercrit物理論文——形形色色的光現(xiàn)象在地球上觀察日出時(shí)，太陽(yáng)發(fā)出的光線進(jìn)入大氣層經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次折射才映入觀察者的眼簾，觀察者認(rèn)為光是直線傳播的，所見(jiàn)太陽(yáng)好像在如圖1-40所示的S′處的“太陽(yáng)”乃是陽(yáng)光經(jīng)過(guò)大氣層折射后形成的虛像。實(shí)際上這時(shí)的太陽(yáng)S還在地平線以下。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象透過(guò)燃燒得很旺的爐火上方空氣看爐火另一側(cè)豎立木棍，發(fā)現(xiàn)木棍不規(guī)則地左右晃動(dòng)變得彎曲了，如圖所示，這是由于人眼所見(jiàn)木棍的虛像密度分布變化的氣流飄移。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象雨后初晴的早晨或傍晚，或者遠(yuǎn)處還落著小雨，另一邊又在出太陽(yáng)，常觀察到天空出現(xiàn)彩虹，這是由于光的折射產(chǎn)生的色散現(xiàn)象，如圖所示，太陽(yáng)光進(jìn)入水滴后，因各色光的折射率不同而產(chǎn)生色散。實(shí)際上是一部分光線反射，一部分光線折射進(jìn)入水滴，在水滴里面發(fā)生內(nèi)部反射（全反射）然后再?gòu)乃握凵涠?，人眼可?jiàn)各色光。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象眼睛視覺(jué)器官。眼睛和照相機(jī)相似，一部分是光學(xué)成像系統(tǒng)，能夠保證在視網(wǎng)膜上形成外界物體清晰的像；另一部分是與照相底片相似的感光層，即視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞及其外段的光敏色素。眼球近似于球體，內(nèi)部的角膜、水樣液、晶狀體及玻璃體構(gòu)成屈光系統(tǒng)，起到一個(gè)雙凸透鏡的作用。眼睛比照相機(jī)機(jī)構(gòu)要復(fù)雜得多。除了有一套自動(dòng)調(diào)節(jié)控制機(jī)制外還能把光攜帶的信息變成神經(jīng)電信號(hào)并經(jīng)過(guò)初步加工處理傳到大腦。眼睛有一套自動(dòng)調(diào)節(jié)控制機(jī)制，即能使遠(yuǎn)處的物體成像在視網(wǎng)膜上，也能使近處的物體成像在視網(wǎng)膜上。其原因是晶狀體本身是有彈性的，可以靠周?chē)∪獾倪\(yùn)動(dòng)改變它的表面的彎曲程度，從而改變其焦距。因此眼睛是一種精巧的變焦距系統(tǒng)。眼睛要看清一個(gè)物體，除了像要成在視網(wǎng)膜上以外，還需要成在視網(wǎng)膜上的像足夠的明亮，這主要靠瞳孔的調(diào)節(jié)，瞳孔的大小是可以改變的，改變它就可以控制進(jìn)入眼球的光線的多少，它的作用像照相機(jī)的光圈。另外眼睛要看清楚一個(gè)物體還要滿足第三個(gè)條件，就是物體的兩端對(duì)眼睛光心所張的視角要大于1分。當(dāng)物體對(duì)眼睛所張的視角小于1分的時(shí)候，在視網(wǎng)膜上所成的像就會(huì)落在同一個(gè)感光細(xì)胞上，整個(gè)物體看上去就會(huì)縮成了一點(diǎn)無(wú)從分辨。物體上射出的光一部分進(jìn)入眼睛在視網(wǎng)膜上成一實(shí)像，我們就看清了物體。眼睛不僅能看清物體，而且還能看清物體通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)所成的虛像，虛像是反射光線或折射光線的反向延長(zhǎng)線形成的，但這些反射光線或折射光線進(jìn)入眼睛后能在視網(wǎng)膜上成一實(shí)像。人們眼球的焦距只有1.5厘米左右，所以觀察的物體一般總在眼睛的兩倍焦距以外，它在視網(wǎng)膜上所成的像是縮小倒立的實(shí)像，由于長(zhǎng)時(shí)間的感受已養(yǎng)成習(xí)慣，腦神經(jīng)能清楚地識(shí)別各種物體，不至有上下倒置、左右易位的感覺(jué)。物理論文——形形色色的光現(xiàn)象近視眼一種遠(yuǎn)點(diǎn)為有限距離的非正常眼，這種眼睛的折光本領(lǐng)比正常的眼睛大些，或者角膜到視網(wǎng)膜的距離比正常的眼睛長(zhǎng)些。晶狀體在曲率最小的時(shí)候，也不能把平行光束會(huì)聚在視網(wǎng)膜上（而是聚在視網(wǎng)膜前），這種眼睛遠(yuǎn)點(diǎn)不是無(wú)限遠(yuǎn)，只適于看較近的物體，近點(diǎn)也比10厘米小，要使這種眼睛能夠看清楚無(wú)限遠(yuǎn)的物體，必須把物體在視網(wǎng)膜前所成的像，移到視網(wǎng)膜上。矯正近視眼的方法是配帶一副用凹透鏡做的眼鏡，利用這種透鏡對(duì)于光束的發(fā)散作用可以使得物體所成的像遠(yuǎn)一點(diǎn)，剛好成在視網(wǎng)膜上。青少年多患近視眼，因此應(yīng)該注意眼睛的保健。