浅谈生活中常见的光现象及物理原理

龙源期刊网浅谈生活中常见的光现象及物理原理作者：郑堃坊来源：《科技资讯》2018年第36期摘要：物理是一门重要的课程，同时物理与生活又有非常紧密的联系，在学习物理知识的过程中，可以从一些生活现象来反思其中的物理原理，由此加强自身的了解认识。对此，本文从高中物理的光学知识出发，探讨了生活中的一些常见光学现象，然后分析了其中所包含的物理原理，希望可以为广大高中生学习物理知识提供参考。关键词：物理生活光学现象物理原理中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1672-3791（2018）12（c）-0249-02光学是高中物理知识的一个重要构成板块，我们在进行学习的时候，一定要对光学知识实现有效的掌握和理解。但是如果单纯从课堂来学习光学知识，难免存在一些局限，因为这样的学习模式较为理论。而光学现象和实际生活存在紧密的联系，因此我们可以从生活光学现象来理解其中的物理原理，加强认知掌握，提高学习效果。1生活中的反射现象与物理原理在生活实际当中，光学现象最为常见的一种形式，就是反射，比如我们平时照镜子，就是反射现象。再比如在太阳光下拿出手机，手机屏幕也会投射出一条光线，可以在暗室中形成光点。而水面倒影，也是一种反射现象。反射是一种最基本的物理光学现象，在生活中也有很多案例可循，那么其中的物理原理是什么呢？简单来说，反射指的就是光线从透明介质射向另一种介质，在两种介质表面发生光路翻转，回到原本的介质中进行传播。比如我们照镜子，光线从空气向镜面传播，到达镜面后被反射回来，进入我们的眼睛，这样我们就可以从镜子看到对应的影像。再比如手机屏幕在太阳光下可以出现新的光路，这也是反射。而且我们可以发现，当轻微翻转手机屏幕，那么新出现的光路也会随之改变传播方向。这其中就体现出来了反射的内涵。在反射中，入射光线与出射光线与介质接触面形成的夹角是始终相等的，不论是入射光线角度变化，还是接触界面翻转导致角度变化，出射光线都会随之一同改变，并保持夹角相等的规律。除此之外，反射的光路是可逆的，也就是从出射光线路径射入一束新的光线，那么其形成的反射光线会和原本的入射光线路径重合。2生活中的折射现象与物理原理除了反射这个常见的光学现象之外，在生活中，折射现象也是非常常见的，在我们的日常生活中有不少实际的案例，比如筷子在水中变弯、水中的鱼儿实际位置要比眼见的位置偏低等。这些让我们产生视觉误差的光学现象，就是折射。所谓的折射，其是一种和反射相似但是又有不同的光学现象。折射也是发生在两种介质之间，而且是两种透明介质，光线从一种介质龙源期刊网射入另一种介质，光线的传播路径发生偏折，和原本的传播路径不在同一条直线上，这种现象就被称之为折射。因为光路在进入另一种介质后发生了偏折，所以我们肉眼所见就会产生误差。之所以会出现折射，是因为两种不同的介质，其折射率不同。如果两种不同介质的折射率相同，那么光线就不会发生偏折了，也就不会产生折射现象，所以不同介质之间的折射率差异，是引起折射现象的根本原因。在折射现象中，入射角的定义和反射一样，都是入射光线与法线的夹角，而折射光线与法线的夹角，则称之为折射角。折射现象的全过程发生在两种不同的介质中，而反射则是全部在同一介质中，这是二者的一个差别。另外，反射角与折射角不相等，但是也有特殊情况，那就是光线垂直射入介质时，那么光线不会反射偏折，这时也就不存在折射光线了。3生活中光的色散现象与物理原理色散现象是物理光学的另一个知识点，在17世纪，英国物理学家牛顿通过三棱镜让太阳光发生了色散，从而认识到太阳光是由多种不同颜色的光线复合组成的，太阳光并非是一种单一的光线。而在生活中，色散现象最具代表性的，就是雨后的彩虹，呈现出多种不同的颜色。为什么在雨后会出现这样的光学现象呢？原因就是在下雨之后，空气中会残留很多球形的小水滴，太阳光被这些小水滴折射，导致太阳光产生色散。因为太阳光本身是由多种不同的单色光复合构成，而不同颜色的单色光，其波长不同，从而导致在同一物体中的折射率是不同的，进而太阳光在折射过程中，单色光发生分层，按照不同的颜色实现排列，形成了我们所看到的彩虹。值得注意的是，太阳光除了可以发生色散现象之外，还能够影响透明物体的颜色。比如在白屏前放置一块蓝色的玻璃，那么映照在白屏上的光线，就会呈现出蓝色。如果放一块红色的玻璃，那么映照在白屏上的光线，就会呈现出红色。这就说明光线中的其他颜色被有色玻璃吸收了，只有同种颜色的光线才能通过，所以实际上透明物体的颜色，是由通过它的色光来决定的，玻璃能通过蓝色光，那么就呈现蓝色；能通过红色光，就呈现红色。4生活中看不见的光及物理原理光除了可见光之外，还有一些看不见的光，也就是非可见光。虽然这些非可见光我们平日里看不到，但是在生活中实际上有很多运用，比如现在很多学校都开始在教室里安装紫外线灯用于杀菌消毒，还有消防、军队等使用的红外夜视仪，家庭使用的红外线电器遥控器等，这些都使用了我们肉眼看不见的光。紫外线的波长一般在100～400nm之间，不能引起人的视觉感官，紫外线虽然具有杀菌消毒等积极作用，但是如果人体接受过多的紫外线照射，会严重损伤皮肤。红外线则是一种介于微波与可见光之间的电磁波，波长在760nm～1mm之间，任何高于绝对零度的物质，都可以产生红外线，在物理中也将其称为热射线，红外线含有热量，在太阳光中，红外线承载了大部分热量。在现实生活中，红外线的运用很广泛，比如医学上用来治疗一些皮肤上的斑点，因为红外线具有热辐射，可以缓释皮肤下的色素沉积，在4～14μm这个范围的红外线，在医学界还被称为“生育光线”，对促进生命生长具有积极作用，能够促进血液循环，活化人体细胞。5生活中的光污染现象与物理原理龙源期刊网任何事物都有两面性甚至多面性，光也是如此，在光学学习中，我们不仅要了解正面的光学现象与原理，对于生活中的光污染现象和其中原理也要形成了解，这样才能为以后治理光污染贡献我们自身的力量。在生活中，光污染的形式多样，比如道路上的汽车开启远光灯，这就是一种光污染，影响行车和行人视线，容易引发安全事故。再比如紫外线会对人体皮肤和眼角膜造成伤害，照射过度会引起恶心、头晕、眼睛疼痛甚至视力下降等问题。为什么远光灯会成为光污染呢？因为现在很多小汽车远光灯都是氙气大灯，其亮度很高，超出人眼承受范围，会导致人视觉受到影响。而紫外线为什么照射过度会给人体带来危害呢？原因就是紫外线有不同的波长范围，一般可以分为长波320～400nm，中波280～320nm以及短波100～280nm。短波紫外线可被臭氧层隔绝，而长波紫外线则具有很强的杀伤力，消毒杀菌一般都使用长波，人体细胞无法长时间处在这样的环境中，因为长波紫外线穿透性很强，能够达到人体组织深处，所以必须要避免被长波紫外线照射。6结语在高中物理的学习中，光学知识非常重要，我们需要形成牢固掌握。而在生活中，有很多光学现象，我们应该从这些生活现象出发，分析其中的原理，将课本上的物理知识结合起来，在弄清这些光学现象的同时，对相关的理论知识实现有效的掌握。参考文献[1]李晨潇，张超.论光学知识对自然现象的诠释[J].科学大众（科学教育），2016（2）：48.[2]覃明芳.学以致用——物理现象在生活中的应用[J].考试周刊，2017（15）：102.[3]高文涛.高中物理光学在实际生活中的具体应用[J].新课程（下），2017（9）：64-64.