高中物理光学在实际生活的具体应用

2020-03-18 03:05
数理化解题研究 2020年3期
关键词:折射率光源彩虹

王 胜

(山东省济南市平阴县职业中等专业学校 250400)

生活中处处离不开还是光,在现代的科学发展中,光学也是有着重要的意义,从古至今,人类的发展历程丰富多彩,光是最为常见得,无论是什么领域,都离不开光的应用,大自然万物更是离不开光.

一、高中物理中的光学

当前社会发展迅速,教育事业也是蒸蒸日上,教学也越来越注重实际化,高中的光学作为一个较大的知识体系,对于学生们在物理方面的研究有着重要的意义,光在我们的生活中无处不见,从相关照明设备到雨后彩虹的出现,再到海市蜃楼,我们的生活可谓是丰富多彩,光学这门学科无论是认识还是应用,对人们来说有着重要的意义,在学生们的学习中,有的学生物理作为强课,而有的同学非常讨厌物理,其实讨厌物理的同学只是没有发现物理的乐趣而已,光学是非常奇妙的,不喜欢物理的同学,可以先从了解光学开始,万物始于光,无光无世界,光学奇妙变化,孕育世界万物,将光学与世界的奇妙变化结合进行学习,相信很快就会对物理感兴趣.

在高中的物理这一学科中,光属于电磁波的一种,有着与其他电磁波共同的性质和特点,人们的感光作用是人们通过眼睛对电磁波频率的一种特殊的诠释.在不同的传播介质中,光的传播方式不同,速度不同.光源是光的起点,这只是从宏观上进行理解,光源就像质点一样是一个理想化的模型,一般我们肉眼看到的光源为点,也就是说夜间我们看到的恒星都是可以看成光源的,但要更正的一点,该恒星不是发光,而是太阳照射,被这个“光源”阻挡了光线,以至于出现发光现象.

二、光学在实际生活中的应用

1.美丽的彩虹

凭借我们的生活经验得知,彩虹一般出现在雨后,我们可以认为雨是上天对人们一种考验,彩虹则是对人们的一种奖励.让人们体会到先苦后甜,从而不会在努力的路上放弃希望,之前在网上看过一个段子,内容是这样写的,今天永远是昨天死去的人所期待的明天.彩虹现象的抽象意义在于努力之路千万不要轻言放弃.作为大自然中最为突出的自然现象,由光学进行解释,其实这是太阳出来时所产生的光带,在高中光学的术语就是光的折射,光作为一种复合物,在介质不同的情况下,使得多种颜色的光混合成的白光再次分离开来,在空气中雨滴的作用下出现折射和散射的现象,除此之外,弯曲的原因是因为可见光的频率不同,在遇到不同的介质后发生的现象.

2.光的反射

可根据物体自身的特点,将反射分为镜面反射、漫反射等特点,反射与我们的生活息息相关,每天我们照镜子,都是光的反射所引起的,使得人们出现在镜子中,我们可以凭自己的喜好对镜子进行改动,就可以出现我们所说的“哈哈镜”,其实实际生活对光的反射的应用远不止此,汽车的后视镜,便是极好的应用了这一特点,在原来的基础上做成了凸透镜,从而呈现缩小的像,使得成像实物范围更大.

例如:我们在学习“光的反射”时,可以结合相关题目进行讲解,光纤通信技术在比赛中应用十分广泛,其自身的特点是容量大、衰减少、抗干扰性强,我们也应该需知,内芯比包层的折射率大,还有“摸球”游戏,我们如果观察在水中一排的红色、蓝色、紫色颜色不同的球,感觉最浅的哪个球,相信学过物理光学的学生都知道,水对紫光的折射率最大,所以看到的应该是紫光.在光的折射中,有一个推论,便是视深公式,在视深公式h′=h/n中,h′为看到的深浅度,h为实际深度,n为折射率,再根据水对紫光的折射率最大,也便得知答案.

3.海市蜃楼现象

海市蜃楼是一种奇幻的大自然现象,这种现象被称为“蜃景”,是一种因为光的折射和光的全反射形成的大自然现象,但是这个形成的因素远远不止这些,相应的地理位置、地球物理条件,以及当地的气候气象有着密切的关系.海市蜃楼景象在古代,传说在波涛汹涌的海面、长流不停的江河以及湖面、沙漠等地,会出现异于该地的景象,在蓬莱之地,因常常发生这种现象,古人便将这种现象传成为蛟龙之属的蜃,吐气而成这种现象,因此被传成“海市蜃楼”.

例如:我们在讲“光的全反射”时,生活中的实际例子也有很多,如自行车的尾灯就是采用了全反射棱镜的原理,也即,本身不发光,在被强光照射后,通过光的全反射,将光反射回去,从而使得司机注意到前面的自行车,我们还应该需知,全反射棱镜的原理是使入射光线偏折180°,从而实现全反射.我们也可以通过实验进行模拟,首先取一只杯子,向杯子中倒入一定量的水,然后在太阳光底下,将一根筷子放进杯中,发现筷子弯了,这种现象便是由光的折射完成的,海市蜃楼现象与此原理相同,光在空气中的传播速度不变,但是进入另一种介质后,传播速度发生变化,使得前进方向也发生了变化,从而出现低配版的“海市蜃楼”.

生活处处是精彩,这个“彩”字在宏观意义上来说,便是来自我们今天的主角“光”.本文主要从高中物理中的光学、光学在实际生活中的应用(美丽的彩虹、海市蜃楼现象、光的反射)等方面来探讨和研究高中物理光学在实际生活中的具体应用.

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