二、光現(xiàn)象

（一）光的概述

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

光可以在真空、空氣、水等透明的物質(zhì)中傳播。光線在均勻同種介質(zhì)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(fā)光的物體稱為光源，光源分冷光源和熱光源。有實(shí)驗(yàn)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(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線及γ射線。其中，以無(wú)線電的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，宇宙射線的波長(zhǎng)最短。電磁波的應(yīng)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(huì)發(fā)生反射。

反射在物理學(xué)中分為兩種——鏡面反射和漫反射。

（1）鏡面反射：發(fā)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(guò)后仍處于平行狀態(tài)——入射光線平行，反射光線也平行，其他方向沒(méi)有反射光。

平面鏡的應(yīng)用：①水中的倒影；②平面鏡成像；③潛望鏡。

球面鏡的應(yīng)用：

①凸面鏡：對(duì)光線起發(fā)散作用。應(yīng)用：機(jī)動(dòng)車后視鏡、街頭拐彎處的反光鏡。

②凹面鏡：對(duì)光線起會(huì)聚作用。應(yīng)用：太陽(yáng)灶、手電筒反射面、天文望遠(yuǎn)鏡。

（2）漫反射：由于物體的表面凸凹不平，凸凹不平的表面會(huì)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(fā)光的物體，是因?yàn)楣庠谖矬w的表面發(fā)生漫反射。由漫反射形成的物體亮度，一般視光源強(qiáng)度和反射面性質(zhì)而定。

（三）光的折射

光線從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象。

海市蜃樓，簡(jiǎn)稱蜃景，常在海上、沙漠中產(chǎn)生，是地球上物體反射的光經(jīng)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(wú)風(fēng)時(shí)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(jīng)過(guò)光線折射而產(chǎn)生蜃景。

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

（1）透鏡對(duì)光的作用：凸透鏡對(duì)光起會(huì)聚作用；凹透鏡對(duì)光起發(fā)散作用。

（2）生活中的透鏡：

（四）光的色散

復(fù)色光分解為單色光的現(xiàn)象。

復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象：太陽(yáng)光是白光，讓一束白光射到玻璃棱鏡上，光線經(jīng)過(guò)棱鏡折射以后就在另一側(cè)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(lán)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(fù)色光。自然界中的太陽(yáng)光、白熾電燈和日光燈發(fā)出的光都是復(fù)色光。

在光照到物體上時(shí)，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收。透過(guò)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(xiàn)綠色，因?yàn)槠渌獗晃沼糜诠夂献饔茫晃湛砂演椛淠苻D(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缦奶齑\色衣服感覺(jué)涼爽。

（五）光的散射

光束通過(guò)不均勻媒質(zhì)時(shí)，部分光束將偏離原來(lái)方向而分散傳播，從側(cè)向也可以看到光的現(xiàn)象。

太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣時(shí)遇到空氣分子、塵粒、云滴等質(zhì)點(diǎn)時(shí)，都要發(fā)生散射——散射只改變輻射方向，使太陽(yáng)輻射以質(zhì)點(diǎn)為中心向四面八方傳播開(kāi)來(lái)。（不像吸收把輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋＃┙?jīng)過(guò)散射之后，有一部分太陽(yáng)輻射就到不了地面了。

如果太陽(yáng)輻射遇到直徑比波長(zhǎng)小的空氣分子，則輻射的波長(zhǎng)越短，被散射越厲害。太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣時(shí)，由于空氣分子散射的結(jié)果，波長(zhǎng)較短的光被散射得較多。雨后天晴，天空呈青藍(lán)色就是因?yàn)檩椛渲星嗨{(lán)色波長(zhǎng)較短，容易被大氣散射的緣故。

如果太陽(yáng)輻射遇到直徑比波長(zhǎng)大的質(zhì)點(diǎn)，雖然也被散射，但這種散射是沒(méi)有選擇性的，即輻射的各種波長(zhǎng)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(zhǎng)短波都被同樣的散射，使天空呈灰白色。

散射能力與波長(zhǎng)的對(duì)比關(guān)系是：對(duì)于一定大小的分子來(lái)說(shuō)，散射能力和波長(zhǎng)的四次方成反比，這種散射是有選擇性的。例如波長(zhǎng)為0.7微米時(shí)的散射能力為1，波長(zhǎng)為0.3微米時(shí)的散射能力就為30。因此，紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)，散射能力弱，穿透力強(qiáng)——紅光作指示燈，容易讓司機(jī)在大霧彌漫的天氣里看清指示燈，防止交通事故的發(fā)生。

【例題】（聯(lián)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(xiàng)正確。