光传播之规律

摘 要 ：光学作为高中阶段学生所接触到的重要物理学内容之一,对提升学生对于高中物理的全面学习与认知发挥着非常重要的作用.为此,对于高中物理教师而言,应强化对于该部分教学内容的重视.根据处于该年龄阶段学生的心理特点,选择灵活多样的教学方法,因材施教,以让学生充分掌握光传播的规律.

关 键 词 ：光传播；规律；高中

光学是物理学各学科中最古老的学科之一,光学的发展已有三千多年的历史,一直可以追溯到公元前一千多年,但是人们对于光的认识还不够全面,而光学又是高考中同学们考试的重点.同时,光也是一种电磁波,既然是电磁波,那就会遵守波的一般规律特性,下面我们就来讲解一下光的物理特性.

1光的反射

光的反射定律：光射到两种介质的界面上,会改变原来的传播方向,返回到原来的介质中.性质为：反射光线与入射光线在同一平面内,反射光线与入射光线分居在法线的两侧,入射角等于反射角.

光的反射定于在我们生活中很容易发现它的踪迹.我们能够从镜子中看到自己；抹了鞋油的皮鞋看上去会非常亮；夏天建筑物上的玻璃看上去会很刺眼.物理力上将太阳光看作是平行光,太阳光在比较光滑的表面反射,由于反射定律,太阳光在反射之后仍然保持平行,大量光射入认得眼睛给人带来刺眼的感觉.

其实不是只有镜子、玻璃等光滑表面才会反射光,一些比较粗糙的表面也是会反射光的.但是由于这些表面不是很规则,不会成为一个很大的反射面,但是在很小的局部会形成一些反射平面,这时候仍然遵循反射定律.表面的不规则导致反射光不会形成一束平行光,也就不会强烈刺激人的眼睛,所以不会觉得那么刺眼.我们在上课的时候,有时候会发现黑板发亮,看不清粉笔字.这就是因为黑板上的墨很少了,黑板变得光滑了,就像镜子一样反射光了,只要在黑板上重新涂上墨就不会发生这种现象了.

2光的折射

用鱼叉插鱼的时候,为什么正对鱼插下去反而让鱼跑跳了呢?为什么我们在下雨天或者海边可以看见“海市蜃楼”呢?为什么下雨之后会看到地面高低不平?其实这些都是由于光的折射造成的.

光的折射定理：当光从一种介质射向另一种介质的平滑界面时,一部分光被界面反射,另一部分光透过界面在另一种介质中折射.性质：（1）当光从光疏介质斜射入光密介质中时,折射角小于入射角.（2）当光从光密介质中斜射入光疏介质时,折射角大于入射角.

高中我们学习过光能够在空气、水、玻璃等物质中传播,这些光能够在其中传播的物质叫做光介质.在这里还要引入一个名词——折射率.光从真空射入介质时,入射角γ的正弦值与折射角β的正弦值的比值（sinγ/sinβ)叫做介质的绝对折射率,简称折射率.这时候我们就可以解释在用鱼叉叉鱼时候失败的原因了.就是因为折射,光从空气中射入水中发生折射,照射到鱼身体生按原路反射回来进入人的眼睛,但是人的实现是不会拐弯的,会按照光摄入的反方向观察事物.其实,真实的鱼在我们看到的画面的下面我们用鱼叉叉看到的鱼自然会失败.

不同物质的折射率的大小是不同的.我们在水面上看水里的鱼会看到鱼的影响偏移.当我们将光线从水里向空气中传播可能会发生另一种现象——全反射.

当光线从折射率大的玻璃中传播到折射率小的空气中时,入射角会小于折射角.但是入射角γ的正弦值与折射角β的正弦值的比值是不变的,我们加大入射角的角度,当入射角超过某一个临界角度是光就不会再传入到空气中,就会全部反射回来,这就是全反射.

3光的其他特性.

3.1光的色散.为什么我们在下过雨的午后就能够看见美丽的七彩虹呢?光谱是怎样产生的?其实这些都是由于光的色散造成的,指的是复色光分解为单色光的现象.

例三：如图所示,截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中,宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三梭镜的一个直角边AB,在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏,屏的距离远近可调,在屏上出现紫、红两条光带,可能是（红色光带在上,紫色光带在下,红色光带较宽）.

这就是光的色散的具体应用,它不仅可以为我们展示很美丽的景象,同时它也为很多的科学发明做出了自己的贡献,比如滤光器和光谱仪.

3.2光的干涉.生活中用到光的干涉的地方并不多,可它也却是充满在我们生活中的每一个有光的角落.

光的干涉定律：满足一定条件的两列相干光波相遇叠加,在叠加区域某些点的光振动始终加强,某些点的光振动始终减弱,即在干涉区域内振动强度有稳定的空间分布.

光的干涉分为很多种,有杨氏双缝干涉和薄膜干涉.其中薄膜干涉又可以分为等倾干涉条纹和等厚干涉条纹以及牛顿环.下面说一个干涉的具体应用.

3.3光的衍射.为什么我们透过小孔看外面的世界,距离不同是看到的景象就不一样呢?其实这就是应用了光的衍射定理.

光的衍射定律：光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象,叫光的衍射.光的衍射在科学上有很大的应用,比如泊松亮斑的产生.其实光学仪器的分辨本领也是由光的衍射定律得来的.对一个光学仪器来说,如果一个点光源的衍射图样的最亮处刚好与另一个点光源的衍射图样的第一个最暗处相重合,这是衍射图样重叠区的光强合成光强曲线较亮,因此人就可以分辨出这两个点.这就是瑞利判据.由此便可判断光学仪器的分辨本领.

3.4光的偏振.现象在现实生活中应用最主要的表现就是促进了液晶显示屏的发展.可见对光学现象的研究会极大地促进科学的进步,也会很大程度上改变我们的生活.

结语

综上所述,对于光的传播而言,有光的反射、光的折射等多种光学规律.在今后的工作与教学工作过程中,教师应对这些光的传播规律进行认真研究分析,以让学生对这些规律有一个全面而正确的认识,从而切实提升学生对于光学内容的全面掌握与理解.