二、光現象

（一）光的概述

光是一種人類眼睛可以看見的電磁波（也稱可見光譜）。一般人的眼睛所能接受的光的波長在380～760nm之間（可見光譜）。

光可以在真空、空氣、水等透明的物質中傳播。光線在均勻同種介質中沿直線傳播。

光的速度：真空中的光速是宇宙中最快的速度，用c表示。光在水中的傳播速度約為；光在玻璃中的傳播速度約為。

自身發光的物體稱為光源，光源分冷光源和熱光源。有實驗證明光就是電磁輻射。電磁波的波段頻率由低至高依次排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。其中，以無線電的波長最長，宇宙射線的波長最短。電磁波的應用如下：

（二）光的反射

光遇到水面、玻璃以及其他許多物體的表面都會發生反射。

反射在物理學中分為兩種——鏡面反射和漫反射。

（1）鏡面反射：發生在十分光滑的物體表面（如鏡面）——兩條平行光線能在反射物體上反射過后仍處于平行狀態——入射光線平行，反射光線也平行，其他方向沒有反射光。

平面鏡的應用：①水中的倒影；②平面鏡成像；③潛望鏡。

球面鏡的應用：

①凸面鏡：對光線起發散作用。應用：機動車后視鏡、街頭拐彎處的反光鏡。

②凹面鏡：對光線起會聚作用。應用：太陽灶、手電筒反射面、天文望遠鏡。

（2）漫反射：由于物體的表面凸凹不平，凸凹不平的表面會把平行的入射光線向四面八方反射。

我們能從不同角度看到本身不發光的物體，是因為光在物體的表面發生漫反射。由漫反射形成的物體亮度，一般視光源強度和反射面性質而定。

（三）光的折射

光線從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折的現象。

海市蜃樓，簡稱蜃景，常在海上、沙漠中產生，是地球上物體反射的光經大氣折射而形成的虛像：由于不同的空氣層有不同的密度（因海面上暖空氣與高空中冷空氣之間的密度不同/沙漠無風時上空的垂直氣溫差異顯著，下熱上冷，上層空氣密度高，下層空氣密度低），而光在不同的密度的空氣中又有著不同的折射率，經過光線折射而產生蜃景。

透鏡：透明物質制成（一般是玻璃），至少有一個表面是球面的一部分的，對光起折射作用的光學元件。

（1）透鏡對光的作用：凸透鏡對光起會聚作用；凹透鏡對光起發散作用。

（2）生活中的透鏡：

（四）光的色散

復色光分解為單色光的現象。

復色光分解為單色光而形成光譜的現象：太陽光是白光，讓一束白光射到玻璃棱鏡上，光線經過棱鏡折射以后就在另一側面的白紙屏上形成一條彩色的光帶，其顏色的排列為靠近棱鏡頂角端是紅色，靠近底邊的一端是紫色，中間依次是橙黃綠藍靛，這樣的光帶叫光譜。

光譜中每一種色光不能再分解出其他色光，稱單色光。由單色光混合而成的光叫復色光。自然界中的太陽光、白熾電燈和日光燈發出的光都是復色光。

在光照到物體上時，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收。透過的光決定透明物體的顏色，反射的光決定不透明物體的顏色。

植物葉子呈現綠色，因為其他光被吸收用于光合作用；吸收可把輻射能轉變為熱能，例如夏天穿淺色衣服感覺涼爽。

（五）光的散射

光束通過不均勻媒質時，部分光束將偏離原來方向而分散傳播，從側向也可以看到光的現象。

太陽輻射通過大氣時遇到空氣分子、塵粒、云滴等質點時，都要發生散射——散射只改變輻射方向，使太陽輻射以質點為中心向四面八方傳播開來。（不像吸收把輻射能轉變為熱能。）經過散射之后，有一部分太陽輻射就到不了地面了。

如果太陽輻射遇到直徑比波長小的空氣分子，則輻射的波長越短，被散射越厲害。太陽輻射通過大氣時，由于空氣分子散射的結果，波長較短的光被散射得較多。雨后天晴，天空呈青藍色就是因為輻射中青藍色波長較短，容易被大氣散射的緣故。

如果太陽輻射遇到直徑比波長大的質點，雖然也被散射，但這種散射是沒有選擇性的，即輻射的各種波長都同樣被散射。如空氣中存在較多的塵埃或霧粒，一定范圍的長短波都被同樣的散射，使天空呈灰白色。

散射能力與波長的對比關系是：對于一定大小的分子來說，散射能力和波長的四次方成反比，這種散射是有選擇性的。例如波長為0.7微米時的散射能力為1，波長為0.3微米時的散射能力就為30。因此，紅光波長長，散射能力弱，穿透力強——紅光作指示燈，容易讓司機在大霧彌漫的天氣里看清指示燈，防止交通事故的發生。

【例題】（聯考2013上半年）

下列物品利用凸透鏡透光原理的是（）。

A．近視鏡

B．顯微鏡目鏡

C．汽車觀后鏡

D．手電筒反光罩

【參考解析】B。凸透鏡有匯聚作用，顯微鏡是利用了凸透鏡原理，故B項正確。