光与我们的生活物理科普性文章2000字

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光与我们的生活物理科普性文章2000字

在人们的日常生活中，光有着不可替代的作用，就像我们的生活不能没有水一样重要，而且光还充当着一个重要的角色。比如说，太阳光，可以说没有了太阳就没有了生命，但是，太阳毕竟不是光啊，所谓的人不能离开太阳，说的就是人不能离开光。在日常生活中，没有光人们的日常生活就无法进行，比如说，工作，人们的工作处处需要光，没有光人们生活中，就不能看到物体，有了光才有了万紫千红的世界，才有了摄影、彩电…… 人呼吸需要消耗氧气，而植物就是CO2和O2的转换器，但是，植物将CO2转换成O2必须要进行光和作用，如果没有了光，那植物还能进行光和作用了吗？植物反而也要消耗氧气，那么，在将来地球的氧气被人和动物消耗殆尽后，会怎么样呢？（地球的毁灭也就到了）。

人们之所以能看见物体，是因为光的反射作用吧，但是没有了光，没有了光的反射作用，那么正常人和盲人还有什么区别呢？人们又怎么能够进行日常的生产和生活呢？所以说，光在日常生活中是不可或缺的。

光的传播在生活中的作用

光沿直线传播的前提是在同种均匀介质中。光的直线传播不仅是在均匀介质，而且必须是同种介质。光在两种均匀介质的接触面上是要发生折射的，此时光就不是直线行进了。用波动学解释光的传播：传播途中每一点都是一个次波点源，发射的是球面波，对光源面

（一个有限半径的面积）发出的所有球面波积分，当光源面远大于波长时结果近似为等面积、同方向的柱体，即表现为直线传播，实际上也有发散（理想激光除外）。比如手电发出的光有很明显的发散。光源面越大，光的单色性越好，发散越不明显。当光源半径与波长可比拟时积分时的近似条件不成立，积分结果趋向球面波，即表现为衍射。光是直线传播（均匀介质中）的，但当光遇到另一界质（均匀介质）时方向会发生改变，改变后依然缘直线传播。而在非均匀介质中，光一般是按曲线传播的。以上光的传播路径都可以通过费马原理来确定。光、光源光通常指可见光，即指能刺激人的视觉的电磁波，它的频率范围为：3.9*1014——7.6*1014赫之间。这只是整个电磁波谱中范围极小的一部分。在更广泛的意义上讲，光应包括频率低于3.9*1014赫的红外线和频率高于7.6*1014 赫的紫外线。发射（可见）光的物体叫做（可见）光源。太阳是人类最重要的光源。可见光源有热辐射高压光源（如白炽灯）、气体放电光源（如霓虹灯、荧光灯）等。热辐射光源是利用热辐射来发光的。由热辐射理论可知，温度越高，发光效率也越高。白炽灯是爱迪生于1879年首先试制成功的。他选择熔点高的碳做材料，制成碳丝，密封在抽成真空的玻璃管内，通以电流，碳丝就发热发光。由于碳易挥发，工作温度不能超过2100K。后来，选用熔点稍低于碳，但不易挥发的钨做材料，工作温度可达2400K，从而提高了发光效率。现代热辐射的新光源有碘钨灯、溴钨灯，发光效率还要高。气体放电光源是利用电子在两电极间加速运行时，与气体原子碰撞，被撞的气体原子受激，把吸收的电子动能又以辐射发光形式释放出来，这叫做电致发光。不同气体受激发光的频率不同，利用这点可制成各种颜色的霓虹灯。有的气体放电光源，玻璃管中充的气体受激发射的是不可见光。如水银蒸气在电场中受激发射的就是紫外线。我们可在玻璃管内壁上涂荧光粉，紫外线射到荧光粉上，再激发出可见光来，日光灯就是采用这一原理制成的。日光灯是电致发光和光致发光的综合，它的发光效率比白炽灯好，但显色性不好。现代新型的气体放电照明光源有低压钠灯、高压钠灯等。光源按发光原理分，除热辐射发光、电致发光、光致发光外，还有化学发光、生物发光等。化学发光是在化学反应中以传热发光形式释放其反应能量时发射的光；生物发光是在生物体内由于生命过程中的变化所产生的发光，如萤火虫体内的萤光素在萤光素酶作用下与空气发生氧化反应而发光。光的传播规律光在均匀介质中沿直线传播。小孔成像、日食和月食的形成都证明了这一事实。撇开光的波动本性，以光的直线传播为基础，研究光在介质中的传播及物体成像规律的学科，称为几何光学。在几何光学中，以一条有箭头的几何线代表光的传播方向，叫做光线。几何光学把物体看作无数物点的组合（在近似情况下，也可用物点表示物体），由物点发出的光束，看作是无数几何光线的集合，光线的方向代表光能的传递方向。这些概念显然与光的波动本性相违背，但是如果我们所讨论的研究对象的尺寸远远大于光的波长，而它的细微结构也不必十分严密考虑的情况下，由几何光学得出的结论还是很好的近似。（应用波动光学，可以得到光的传播问题的严密的解），由于几何光学方法简捷，在解决光学技术问题中，经常用到它。几何光学中光的传播规律有三：

（1）光的直线传播规律已如上述。大地测量也是以此为依据的。

（2）光的独立传播规律两束光在传播过程中相遇时互不干扰，仍按各自途径继续传播，当两束光会聚同一点时，在该点上的光能量是简单相加。

（3）光的反射和折射定律。光传播途中遇到两种不同介质的分界面时，一部分反射，一部分折射。反射光线遵循反射定律，折射光线遵循折射定律。光速光（电磁波）在真空中的传播速度。目前公认值为C=299 792 458 米/秒（精确值），是最重要的物理常数之一。 17世纪以前，天文学家和物理学家认为光速是无限大的，宇宙恒星发出的光都是瞬时到达地球。伽利略首先对此提出怀疑，他于1607年在两山顶间做实验测光速，由于光速太大而实验装置又太粗糙，未获成功。1676年丹麦天文学家罗默，利用天文观测，首次测量了光速。1849年法国科学家斐索在实验室里，用巧妙的装置首次在地面上成功地测出了光速。1973年美国标准局的埃文森采用激光方法利用频率和波和测定光速为（299792 485+1.2）米/秒。经1975年第15届国际计量大会确认，上述光速作为国际推荐值使用。1983年第17届国际计量大会上通过米的新定义为“真空中光在1/299 792 458秒时间间隔内行程的长度。这样，光速已成为定义值，它的精确度为零。今后也无需再做精密测量了。而长度单位米、时间单位秒是通过这个定义值直接联系的。 ...

生活中的光现象

光的本质是一种能引起视觉的电磁波，同时也是一种粒子（光子）。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。

光的速度：光在真空中的速度为每秒30万千米（精确点就是299 792 458 m / s）。,

人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分。电磁波之可见光谱范围大约为390~760nm(10-9m),

光分为人造光和自然光。

光源分冷光源和热光源；

光源：自身能够发光的物体称为光源。

冷光源：指发光不发热（或发很低温度的热）。如萤火虫等；

热光源：指发光发热（必须是发高温度的热）。如太阳等；

有实验证明光就是电磁辐射，这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉，但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线均被认为是光，而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。

光具有波粒二象性，即既可把光看作是一种频率很高的电磁波，也可把光看成是一个粒子，即光量子，简称光子。

光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准，并且约定光速严格等于299,792,458米/秒，此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。后来，随着实验精度的不断提高，光速的数值有所改变，米被定义为1/299,792,458秒内光通过的路程，光速用“c”来表示。

光是地球生命的来源之一。光是人类生活的依据。光是人类认识外部世界的工具。光是信息的理想载体或传播媒质。

据统计，人类感官收到外部世界的总信息中，至少90%以上通过眼睛……

当一束光投射到物体上时，会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象。

光线在均匀同等介质中沿直线传播。

光波，包括红外线，它们的波长比微波更短，频率更高，因此，从电通信中的微波通信向光通信方向发展，是一种自然的也是一种必然的趋势。

普通光：一般情况下，光由许多光子组成，在荧光（普通的太阳光、灯光、烛光等）中，光子与光子之间，毫无关联，即波长不一样、相位不一样，偏振方向不一样、传播方向不一样，就象是一支无组织、无纪律的光子部队，各光子都是散兵游勇，不能做到行动一致。

光反射时，反射角等于入射角，在同一平面，位于法线两边，且光路可逆行。

光线从一种介质斜射入另一种介质中，会产生折射。如果射入的介质密度大于原本光线所在介质密度，则入射角小于折射角。反之，若小于，则入射角大于折射角。但入射角为0，则无论如何，折射角为零，不产生折射。但光折射还在同种不均匀介质中产生，理论上可以从一个方向射入不产生折射，但因为分不清界线且一般分好几个层次又不是平面，故无论如何看都会产生折射。如从在岸上看平静的湖水的底部属于第一种折射，但看见海市蜃楼属于第二种折射。凸透镜凹透镜这两种常见镜片所产生效果就是因为第一种折射。

激光——光学的新天地

光源可以分为三种。

第一种是热效应产生的光，太阳光就是很好的例子，此外蜡烛等物品也都一样，此类光随着温度的变化会改变颜色。

第二种是原子发光，荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光，此外霓虹灯的原理也是一样。原子发光具有独自的基本色彩，所以彩色拍摄时我们需要进行相应的补正。

第三种是synchrotron发光，同时携带有强大的能量，原子炉发的光就是这种，但是我们在日常生活中几乎没有接触到这种光的机会，所以记住前两种就足够了。

光的色散

复色光分解为单色光的现象叫光的色散.牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散，把白光分解为彩色光带（光谱）.色散现象说明光在媒质中的速度（或折射率n=c/v）随光的频率而变.光的色散可以用三棱镜，衍射光栅，干涉仪等来实现.

白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。

色散：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。

生活中利用光的例子有哪些

1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。 2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。 3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识，汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时，司机不仅要看清前方路面的情况，还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用，所以灯罩通过折射，根据实际需要将光分散到需要的方向上，使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物，同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射，以便照明路标和里程碑，从而确保行车安全。

4. 轿车上装有茶色玻璃后，行人很难看清车中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光，还会吸收一部分光，这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔，必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱，没有足够的光透射出来，所以很难看清乘客的面孔。 5. 除大型客车外，绝大多数汽车的前窗都是倾斜的当汽车的前窗玻璃倾斜时，车内乘客经玻璃反射成的像在国的前上方，而路上的行人是不可能出现在上方的空中的，这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来，司机就不会出现错觉。大型客车较大，前窗离地面要比小汽车高得多，即使前窗竖直装，像是与窗同高的，而路上的行人不可能出现在这个高度，所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆。