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光學常識中的小技巧

1月
14
2018

2018年1月14日01時 今日科學 河南中公三支一扶

河南中公三支一扶

一、考點梳理

(一)光

光是一種電磁波(可見光譜),由一種稱為光子的基本粒子組成。具有粒子性與波動性,或稱為波粒二象性。

光可以在真空、空氣、水等透明的介質中傳播。真空中的光速是最快的。

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(二)光的分類

光分為人造光和自然光(太陽光),其中,太陽光一般分為:可見光和不可見光。

1.可見光

可見光是電磁波譜中人眼可以感知的部分,可見光譜沒有精確的範圍;一般人的眼睛可以感知的電磁波的波長在400~760nm之間。

可見光按照波長從長到短依次為:紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。

其中,紅、綠、藍被稱為光學中的三原色。注意,顏料的三原色為紅、黃、藍。

可見光的應用:可見光遙感技術、可見光通信技術等。

2.不可見光

不可見光是指人類肉眼看不到的光,其中包括我們熟悉的紫外線、紅外線、遠紅外線等。一般人的眼睛可以感知的電磁波的波長在400到700納米之間。

不可見光如果以波長來表示:

不可見光<380nm:如紫外線。不可見光>760nm:如紅外線、遠紅外線。

(1)紫外線

紫外線位於光譜中紫色光之外,為不可見光。它能使許多物質激發螢光,很容易讓照相底片感光。當紫外線照射人體時,能促使人體合成維生素D,以防止患佝僂病。紫外線還具有殺菌作用,醫院裡的病房就利用紫外線消毒。但過強的紫外線會傷害人體,應注意防護。玻璃、大氣中的氧氣和高空中的臭氧層,對紫外線都有很強的吸收作用,能吸收掉太陽光中的大部分紫外線,因此能保護地球上的生物,使它們免受紫外線傷害。

(2)紅外線

紅外線是波長介乎微波與可見光之間的電磁波,波長在750納米至1毫米之間,是波長比紅光長的非可見光。覆蓋室溫下物體所發出的熱輻射的波段。透過雲霧能力比可見光強。在通訊、探測、醫療、軍事等方面有廣泛的用途。
俗稱紅外光。真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像,與望遠鏡原理完全不同,白天不能使用,價格昂貴且需電源才能工作。

(三)光學現象

1.光的反射

指光在傳播到不同物質時,在分介面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象。光遇到水面、玻璃以及其他許多物體的表面都會發生反射。當光在兩種物質分介面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象,叫做光的反射。

反射定律:①反射角等於入射角,且入射光線與平面夾角等於反射光線與平面的夾角。

②反射光線與入射光線居於法線兩側

③反射光線,入射光線和法線都在同一個平面內。

應用:照鏡子、平靜的湖面。

2.光的折射

指光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向發生改變,從而使光線在不同介質的交界處發生偏折。

注意:在兩種介質的分界處(不過有時沒有),不僅會發生折射,也發生反射,例如在水中,部分光線會反射回去,部分光線會進入水中。

應用:海市蜃樓、站在河邊看到河水很淺。

3.光的散射

光的散射是指光通過不均勻介質時一部分光偏離原方向傳播的現象。偏離原方向的光稱為散射光。

應用:天空是藍色的。

4.光的直線傳播

光在同種均勻介質中沿直線傳播,通常簡稱光的直線傳播。它是幾何光學的重要基礎,利用它可以簡明地解決成像問題。

應用:光的直線傳播性質,在我國古代天文曆法中得到了廣泛的應用。我們的祖先製造了圭表和日晷,測量日影的長短和方位,以確定時間、冬至點、夏至點。

此外,我國很早就利用光的這一性質,發明了皮影戲。

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二、考點預測

小試牛刀:下列成語所描繪的光現象中,由於光的反射形成的是

A. 海市蜃樓 B. 立竿見影

C. 杯弓蛇影 D. 鑿壁借光

正確答案是C。解析:海市蜃樓是光的折射、立竿見影和鑿壁借光體現的是光的直線傳播,杯弓蛇影是弓的影子倒映在酒杯中,是光的反射,故C正確。

文:hnszyfks


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