第四章 光现象
第四章 光现象
雨过天晴,一条彩虹挂在
天空,它的美丽和神奇曾引起
了人们无限的遐想。是谁在天
空架起了这样色彩缤纷的桥梁?
在中国神话中,女娲炼五色石
补天,彩虹即五色石发出的彩
光;在希腊神话中,彩虹是沟
通天上与人间的使者。
当通过实验在阳光中找到
这些色彩时,我们才逐渐揭开
了彩虹的神秘面纱。
第四章 光现象 69
要研究光现象,首先要看看哪些物体能够发光,是谁给我们带来了光明。
在晴朗的日子里,白天,灿烂的阳光普照大地;夜晚,闪烁的星光点缀着
漆黑的夜空。太阳以及我们看到的绝大多...
第四章 光现象
雨过天晴,一条彩虹挂在
天空,它的美丽和神奇曾引起
了人们无限的遐想。是谁在天
空架起了这样色彩缤纷的桥梁?
在中国神话中,女娲炼五色石
补天,彩虹即五色石发出的彩
光;在希腊神话中,彩虹是沟
通天上与人间的使者。
当通过实验在阳光中找到
这些色彩时,我们才逐渐揭开
了彩虹的神秘面纱。
第四章 光现象 69
要研究光现象,首先要看看哪些物体能够发光,是谁给我们带来了光明。
在晴朗的日子里,白天,灿烂的阳光普照大地;夜晚,闪烁的星光点缀着
漆黑的夜空。太阳以及我们看到的绝大多数星星都是恒星,宇宙中的恒星都能
够发光。许多动物也可以发光。夏天的夜晚,常有淡淡的绿光在草丛中闪烁,
这是萤火虫在发光。在大海深处,水母、灯笼鱼、斧头鱼等发出的光,使幽深
的海洋世界显得更加神秘。
所有这些能够发光的物体都叫做光源(light source)。现代社会中有很多
人造光源(如右上图中的 LED 灯)。你周围有哪些人造光源?
光的直线传播
在有雾的天气,可以看到透过树丛的光束是直
的(图 4.1-1);从汽车前灯射出的光束是直的;电
影放映机射向银幕的光束也是直的。这些现象说
明,光在空气中是沿直线传播的。光在空气中沿直
第1节 光的直线传播
图4.1-1 光在空气中沿直线传播
70 物理 八年级上册
线传播,那么在液体中是不是也沿直线传播呢?
实验表明,光在水、玻璃中也是沿直线传播
的。空气、水和玻璃等透明物质可以作为光传播的
介质。光在同种均匀介质中沿直线传播。
为了表示光的传播情况,我们通常用一条带有箭头的直线表示光传播的径迹
和方向(图4.1-3)。这样的直线叫做光线(light ray)。
由于光沿直线传播,在开凿隧道时,工人们可以用激光束引导掘进机,使
掘进机沿直线前进,保证隧道方向不出偏差(图 4.1-4)。
光在水中的传播
如图4.1-2所示,在盛水的玻璃水槽内滴几滴
牛奶,用激光笔将一束光射到水中,观察光在水中
的传播径迹。
图4.1-4 激光引导掘进方向
如图 4.1-5 所示,在一个空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半
透明的塑料膜蒙在空罐的口上。将小孔对着烛焰 ,我们可以看到烛焰在
薄膜上呈现的像。
图4.1-5 小孔成像 图4.1-6 小孔成像的原理
想想做做
演 示
图4.1-3 光线
图4.1-2 光在水中的传播
激光器
激光束
山洞
掘进机
第四章 光现象 71
科 学 世 界
光的传播速度
打雷和闪电在远处同时同地发生,但是我们总是先看到闪
电,后听见雷声。这表明,光比声音传播得快。
与声音不同,光不仅可以在空气、水等物质中传播,
而且可以在真空中传播。真空中的光速是宇宙间最快
的速度,在物理学中用字母 c 表示。光在真空中 1 s 能
传播 299 792 000 m,也就是说,真空中的光速为
c
= 2.997 92×108 m/s
在通常情况下,真空中的光速可以近似取为
c
= 3×108 m/s = 3×105 km/s
光在空气中的速度非常接近于 c。光在水中的速度
约为 c,在玻璃中的速度约为 c。
仔细观察小孔成像的特点。从烛焰的不同位置发出的光穿过小孔后
是怎样传播的?试着在图 4.1-6 中画一画,也许能帮助你解释为什么能
成这样的像。
我们看到了古老的光
同学们听过“牛郎织女”的神话故事吧。王母娘娘拆散了牛郎和织女的幸福家
庭,他们化作天上的两颗星,只能在每年农历七月初七渡过银河相会一次。这个故事
表达了我们祖先反抗封建礼教,追求幸福生活的美好愿望。
但是,神话终归是神话。你知道天上的牛郎星和织女星相距有多远吗?这两颗星
都是银河系中的恒星,它们之间的距离如果用千米表示,那可真是个“天文数字”,
大得不得了。即便牛郎和织女以宇宙中最快的速度——光速飞行,从牛郎星飞到织女
星也要16年!要想每年相会一次,那是不可能的。
宇宙中恒星间的距离都非常大。为了表达起来方便一些,天文学家使用一个非常
大的距离单位——光年,它等于光在1年内传播的距离。这样说来,牛郎星和织女星
的距离就是16光年。
3
4
2
3
图4.1-7 如果一个人以光
速绕地球飞行,他在1 s的
时间内能绕地球转7.5圈。
72 物理 八年级上册
离太阳系最近的恒星是半人马座的“比邻星”(只
能在南半球看到),它距离我们4.3光年。也就是说,我
们现在观测到的比邻星的光,是4.3年前发出的,经过了
4年多才到达我们的眼睛。想一想,那时候你正在上几年
级?很有趣吧!
银河系是超过1 000亿颗恒星组成的星系。在银河系之
外,离我们最近的星系是大、小麦哲伦云(很遗憾,也只
能在南半球看到),它们距离我们16万~19万光年。想一
想,我们今天看到的麦哲伦云的光,是它们什么时候发出
的?那时候人类在进化过程中正处于哪个阶段?
秋天的夜晚可以在东北方向的天空找到一个亮斑,看起来像个纺锤,那就是仙女座
大星云(图4.1-8)。它是北半球唯一可用肉眼看到的银河外星系,与我们的距离是225
万光年。
光——宇宙的使者,它不仅告诉我们宇宙的现在,而且还在告诉我们遥远的过去。
请回答以下问题:
1. “光年”是什么物理量的单位?
2. 牛郎星和织女星的距离是多少千米?
3. 为什么在形容一个数字很大、很大的时候,常说这是个“天文数字”?
1. “井底之蛙”这个成语大家都很
熟悉。请根据光的直线传播知识画图说
明为什么“坐井观天,所见甚小”。
2. 做 一 做 手 影 游 戏( 图 4.1-9),
用光的直线传播知识解释影子是怎样形
成的。
3. 举出一些例子,说明光的直线传播在生活中的应用。
4. 太阳发出的光,要经过大约8 min到达地球。请你估算太阳到地球的距离。如
果一辆赛车以500 km/h的速度不停地跑,它要经过多长时间才能跑完这段路程?
图4.1-9 手影
图 4.1-8 仙女座大星云
动手动脑学物理
第四章 光现象 73
第2节 光的反射
光遇到桌面、水面以及其他许多物体的表面都
会发生反射(reflection)。我们能够看见不发光
的物体,是因为物体反射的光进入了我们的眼睛
(图 4.2-1)。
光的反射定律 图4.2-1
图4.2-2 研究光反射时的规律 图4.2-3 还能看到反射光线吗?
探究光反射时的规律
光反射时遵循什么规律?也就是说,反射光沿什么方向射出?
把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,
纸板上的直线ON 垂直于镜面,如图4.2-2所示。
1. 使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个
方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束入射
的角度,多做几次,换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。
取下纸板,用量角器测量ON两侧的∠ i和∠ r,将数据记录在下表中。
实 验
74 物理 八年级上册
2. 纸板 ENF 是用两块纸板连接起来的。把纸板 NOF 向前折或向后折
(图 4.2-3),在纸板上还能看到反射光线吗?
关于光的反射,你发现了什么规律?
物理学中把经过入射点 O 并垂直于反射面的直线 ON 叫做法线,入射光线
与法线的夹角 i 叫做入射角,反射光线与法线的夹角 r 叫做反射角(图 4.2-4)。
根据上面的探究活动,可以归纳出
如下的规律:
在反射现象中,反射光线、入
射光线和法线都在同一平面内;反
射光线、入射光线分别位于法线两
侧;反射角等于入射角。
这就是光的反射定律(reflection
law)。
光路的可逆性
在上面的实验中,如果让光逆着
反射光的方向射到镜面,那么,它被
反射后就会逆着原来的入射光的方向
射出(图 4.2-5)。这表明,在反射现
象中,光路可逆。
生活中有很多现象可以说明光路
的可逆性。例如,如果你在一块平面
镜中看到了一位同学的眼睛,那么,这位同学也一定会通过这面镜子看到你的
眼睛。
次数 ∠i ∠r
1
2
3
…
图4.2-4 光的反射
Й࠰Џጲ
Й࠰ᝇ ԥ࠰ᝇ ԥ࠰Џጲ
i r
N
ԥ࠰᭦
O
图4.2-5
第四章 光现象 75
镜面反射和漫反射
阳光射到镜子上,迎着反射光的方向可以看到刺眼的光,而在其他方向却
看不到反射的阳光。如果阳光射到白纸上,则无论在哪个方向看,都能看到纸
被照亮了,但不会感到刺眼。这是为什么?
原来,镜面很光滑,一束平行光照射到镜面上后,会被平行地反射
(图 4.2-6 甲)。这种反射叫做镜面反射(mirror reflection)。而看上去很平的
白纸,如果在显微镜下观察,可以看出实际是凹凸不平的。凹凸不平的表面
会把平行的入射光线向着四面八方反射(图 4.2-6 乙)。这种反射叫做漫反射
(diffuse reflection)。正是由于桌椅、
本等物体会对照射到其上的光线产生漫
反射,我们才可以从不同方向看到它们。
甲 镜面反射 乙 漫反射
图4.2-6
现在,城市里越来越多的高楼大厦采用玻璃幕墙、磨光的大理石作为装
饰。当强烈的太阳光照射到这些光滑的表面时,就会发生镜面反射,眩目的光
干扰人们的正常生活,造成“光污染”。
有时,黑板反射的光会“晃”着一些同学的眼睛。请画出这种现象
的光路。为了保护同学们的眼睛,请你根据所学的知识提出改变这种状
况的建议。
想想议议
76 物理 八年级上册
1. 光与镜面成30°角射在平面镜上 , 反射角是多大?试画出反射光线,标出入射
角和反射角。如果光垂直射到平面镜上,反射光如何射出?画图表示出来。
2. 自行车尾灯的结构如图4.2-7所示。夜晚,用手电筒照射尾灯,看看它的反光
效果。试着在图4.2-7左图上画出反射光线。
3. 如图4.2-8所示,小明想要利用一块平面镜使此时的太阳光竖直射入井中。请
你通过作图标出平面镜的位置,并标出反射角的度数。
4. 雨后晴朗的夜晚,为了不踩到地上的积水,人们根据生活经验判断:迎着月光
走,地上发亮的是水;背着月光走,地上发暗的是水。请你依据所学光的反射知识进
行解释。
5. 激光测距技术广泛应用在人造地球卫星测控、大地测量等方面。激光测距仪向
目标发射激光脉冲束,接收反射回来的激光束,测出激光往返所用的时间,就可以算
出所测天体与地球之间的距离。现在利用激光测距仪测量月、地之间的距离,精度可
以达到±10 cm。已知一束激光从激光测距仪发出并射向月球,大约经过2.53 s反射回
来,则地球到月球的距离大约是多少千米?
图4.2-7
30º
图4.2-8
动手动脑学物理
້֯
第四章 光现象 77
第3节 平面镜成像
当你照镜子的时候可以在镜子里
看到另外一个“你”,镜子里的这个
“人”就是你的像(image)。在平静的
水面,国家大剧院和它的倒影相映成趣,
宛如一个巨大的蛋壳(图4.3-1)。这个“倒影”实际上
就是大剧院在水中的像。探究平面镜成像的特点后,你就会知道其中的道理了。
平面镜成像的特点
探究平面镜成像的特点
平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、
大小有什么关系?
和进行实验
照图 4.3-2那样,在桌面上铺一张大纸,纸上
竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画
一条直线,代表平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛
放在玻璃板的前面,可以看到它在玻璃板后面的像。
再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛,竖立着在玻璃
板后面移动,直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完
全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。
在纸上记下这两个位置。实验时注意观察蜡烛的大
小和它的像的大小是否相同。
移动点燃的蜡烛,重做实验。
用直线把每次实验中蜡烛和它的像在纸上的位置
连起来,并用刻度尺分别测量它们到玻璃板的距离,
图4.3-2 探究平面镜成像的装置
实 验
图4.3-1 有趣的倒影
设计实验时,应
根据所提问题和猜想
等,提出切实可行的
方案。实验中要如实、
准确地记录实验结
果。
78 物理 八年级上册
将数据记录在下表中。
次数 蜡烛到平面镜的距离/cm 蜡烛的像到平面镜的距离/cm 蜡烛的像与蜡烛的大小关系
1
2
3
…
和论证
蜡烛及蜡烛的像在位置上有什么关系?它们的大小有什么关系?
平面镜所成像的大小与物体的大小相等,像和物体到平面镜的距离相等,
像和物体的连线与镜面垂直。
利用数学课中有关对称的知识,平面镜成像的规律也可以表述为:平面镜
所成的像与物体关于镜面对称。
平面镜成虚像
在上面的实验中,平面镜后面并没有点燃的蜡烛,但是,我们却看到平面
镜后面好像有烛焰。这是为什么?
在图 4.3-3 中,光源 S 向四处发光,一些光经平
面镜反射后进入了人的眼睛,引起视觉。由于有光
沿直线传播的经验,人会感觉这些光好像是从进入
人眼光线的反向延长线的交点 S′处发出的。S′就是
S 在平面镜中的像。
由于平面镜后并不存在光源S′,进入眼睛的光并
非真正来自S′,所以把S′叫做虚像(virtual image)。
平面镜的应用
平面镜的使用历史悠久,古代人们就用磨光
的铜面作为镜子。现代生活中我们都离不开镜子
(图 4.3-4)。 图4.3-4 演员对着镜子画脸谱
图4.3-3 平面镜中的像是虚像
第四章 光现象 79
科 学 世 界
凸面镜和凹面镜
除了平面镜外,生活中也常见到凸面镜和凹面镜,它们统称球面镜。餐具中的不
锈钢勺子,它的里外两面就相当于凹面镜和凸面镜。
凸面镜和凹面镜在实际中有很多应用。例如,汽车的后视镜和街头路口的反光镜
(图4.3-6)都是凸面镜。凸面镜能起到扩大视野的作用。
汽车前灯的反光装置(图4.3-7)则相当于凹面镜,有了它,射出的光接近于平行
光。利用凹面镜制成的太阳灶(图4.3-8)可以将会聚的太阳光用来烧水、煮饭,既节
省燃料,又不污染环境。凹面镜的面积越大,会聚的太阳光越多,温度也就越高。大
的太阳炉甚至可以用来熔化金属。
图4.3-6 凸面镜可以扩大视野 图4.3-7 汽车前灯的反光装置 图4.3-8 利用太阳灶烧水
图4.3-5 塔式太阳能电站
平面镜在各行各业中都有广泛的
应用。医生用来检查牙齿的口镜就
是平面镜,早期军事上的潜望镜主要
是由两块平面镜组成的。
如果把许多平面镜按照一定的
规律排列起来,就可以把太阳光反射
后汇聚到同一个位置,从而利用太阳
能来发电。这就是塔式太阳能电站
(图 4.3-5)的原理。
80 物理 八年级上册
1. 小芳站在穿衣镜前1 m处,镜中
的像与她相距多少米?若她远离平面镜
0.5 m,则镜中的像与她相距多少米?镜
中像的大小会改变吗?
2. 试画出图4.3-9中小丑的帽子在平
面镜中的像。
3. 如图 4.3-10所示,A′O′是AO在
平面镜中的像。画出平面镜的位置。
4. 检查视力的时候,视力表放在被
测者头部的后上方,被测者识别对面墙
上镜子里的像(图4.3-11)。视力表在镜中的像与被测者
相距多远?与不用平面镜的方法相比,这样安排有什么好
处?
图4.3-11 检查视力
ीᴀ᰻ ᢜұᡄ
2.3 m
0.4 m
A A′
O O′
图4.3-10 平面镜在哪里?
5. 小明在做平面镜成像的实验时,认为在玻璃板后
所成的像是实像。你能通过什么方法来证明小明的想法
是错误的?
6. 潜水艇下潜后,艇内的人员可以用潜望镜来观察
水面上的情况。我们利用两块平面镜就可以制作一个潜
望镜(图4.3-12)。自己做一个潜望镜并把它放在窗户下,
看看能否观察到窗外的物体。
如果一束光水平射入潜望镜镜口,它将经过怎样的
路径射出?画出光路图来。
平面镜
图4.3-9 画出小丑
的帽子在镜中的像
图4.3-12 潜望镜
动手动脑学物理
第四章 光现象 81
第4节 光的折射
清澈见底、看起来不过齐腰深的池水,不会游泳的人千万不要贸然下去,
因为它的实际深度会超过你看到的深度,可能会使你惊慌失措而发生危险。为
什么池水看起来比实际的浅呢?这与光的折射现象有关。
光的折射
我们说光沿直线传播,是指光在同一种均匀介质中传播的情形。如果光从
一种介质进入另一种介质,例如从空气进入水或玻璃时,情况又会怎样呢?让
我们通过实验来探究。
图4.4-2 光从空气斜射入水中,
折射光线发生偏折。
图4.4-1 光射入水中时的折射现象
探究光折射时的特点
让一束光从空气以不同的角度射入水中(图4.4-1),观察光束在空气中和
水中的径迹。光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折?向哪个方向偏折?
实 验
ቇඡ
ඵ
N
O
К࠱ᝈ
ઉ࠱ᝈ
К
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ઉ
ጳ
࠱А
i
r
82 物理 八年级上册
如图 4.4-2 所示,以经过入射点 O 并垂直于水面的直线 ON 作为法线,入射
光线与法线的夹角 i 叫做入射角,折射光线与法线的夹角 r 叫做折射角。由实
验可以发现,光从空气斜射入水中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫做光
的折射(refraction)。
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角
小于入射角。当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减
小。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
如果让光逆着折射光的方向从水或其他介质射入空气中,可以看到,进入
空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说,在折射现象中,光路
可逆。
生活中的折射现象
用光的折射现象可以解释本节开始提出的问
题。池底某点发出的光从水中斜射向空气时会发生
偏折,逆着折射光看去,就会感觉这点的位置升高
了(图4.4-3),即池水看起来比实际的浅。利用同
样的道理,还可以解释筷子在水中“折断”等现象。
鱼儿在清澈的水中游动,可以看得很清楚。然
而,沿着你看见鱼的方向去叉它,却叉不到。有经
验的渔民都知道,只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼
(图 4.4-4)。
图4.4-3 池水变“浅”了
图4.4-4 鱼在哪里?
第四章 光现象 83
科 学 世 界
在图 4.4-5 中,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水
时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。想一想,这是为什么?尝试
着在家里表演这个小魔术,并向其他人解释。
图4.4-5
想想议议
海市蜃楼
在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载,宋代大诗人苏
轼在《登州海市》的诗中也描述过海市蜃楼的奇观。可见,海市蜃楼是一种不算少见
的自然现象。
海市蜃楼是怎样发生的?
我们已经知道,光在同种均匀的介质中沿直线传播。如果介质疏密不均,光就
不会沿直线传播,而会发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生
在夏天的海面上。夏天,较热的空气笼罩海面,但是海水比较凉,海面附近空气的
温度比上面的低。空气热胀冷缩,上层的空气比
底层的空气稀疏。来自地平线以下远处
物体的光,本来不能到达我们的眼中,
但有一些射向空中的光,由于不同高度
空气的疏密不同而发生弯曲,逐渐弯向地
面(图4.4-6),进入观察者的眼睛。观察者逆着光望
去,就看见了远处的物体。 图4.4-6 海市蜃楼的成因
84 物理 八年级上册
1. 图4.4-7中,哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路?
2. 一束光射向一块玻璃砖(图4.4-8),
并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和
离开玻璃后的光线(注意标出法线)。
3. 小明在平静的湖边看到“云在水
中飘,鱼在云上游”。请你说一说这一有
趣的现象是怎么形成的。
4. 如图4.4-9所示,有束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水,则观
察到的光斑将会如何移动?
甲 乙 丙 丁
图4.4-7
空气 空气 空气 空气
动手动脑学物理
图4.4-8 图4.4-9
A
ᄂᅆኝ
第四章 光现象 85
太阳光的色散
如果没有三棱镜,也可以用图 4.5-2 所示
的装置来进行光的色散实验。在深盘中盛一些
水,盘边斜放一个平面镜。使太阳光照射在平
面镜上,并反射到白色的墙壁或白纸上。观察
墙壁或白纸上反射光的颜色。
第5节 光的色散
太阳发出的光,照亮了地球,使万物生辉。17 世纪以前,人们一直认为
白色是最单纯的颜色。直到 1666 年,英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜“分解”
了太阳光,这才揭开了光的颜色之谜。彩虹就是太阳光在传播中遇到空气中的
水滴,经反射、折射后产生的现象。
色散
太阳光是白光,它通过棱镜后,被“分解”成各种颜色的光,这种现象叫
光的色散(dispersion)。如果用一个白屏来承接,在白屏上就形成一条彩色的
光带,颜色依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这说明,白光是由各种色光
混合而成的。
让一束太阳光照射到三棱镜上(图4.5-1)。从
三棱镜射出的光有什么变化?
图4.5-1 光的色散
想想做做
演 示
图4.5-2 光的色散实验
86 物理 八年级上册
色光的混合
人们发现,把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合后,可以产生各种颜色
的光(图 4.5-3),因此把红、绿、蓝叫做色光的三原色。彩色电视机画面上的
丰富色彩就是由三原色光混合而成的(图 4.5-4)。
图4.5-3 色光的三原色 图4.5-4 电视画面的颜色是由红、
绿、蓝三种色条合成的。
看不见的光
三棱镜把太阳光分解成不同颜色的光,它们按照一定的顺序排列,叫做太
阳的可见光谱(图 4.5-5)。
图4.5-5 太阳的可见光谱。在红光之外是红外线,紫光之外是紫外线,人眼都看不见。
太阳的能量以光的形式辐射到地球。如果把非
常灵敏的温度计放到棱镜后面,让光照射,能够检
测到温度的上升。值得注意的是,在红光以外的部
分,温度上升得更快,说明这里也有能量辐射,只
不过人眼看不见。我们把红光之外的辐射叫做红外
线(infrared ray)。
一个物体,当它的温度升高时,尽管看起来外
表还跟原来一样,但它辐射的红外线却大大增强。
人体生病的时候,局部皮肤的温度异常,如果在照
相机里装上对红外线敏感的胶片,给皮肤拍照并与
健康人的照片(图 4.5-6)对比,有助于诊断疾病。 图4.5-6 用红外胶片拍摄
的“热谱图”
第四章 光现象 87
夜间人的体温比野外草木、岩石的温度高,人体辐射的红外线比它们强。人们
根据这个道理制成了红外线夜视仪。
红外线还可以用来遥控。电视机遥控器的前端有一个发光二极管,按下不
同的键时,可以发出不同的红外线,来实现对电视机的遥控。
在光谱的紫端以外,还有一种看不见的光,叫做紫外线(ultraviolet ray)。
紫外线也和人类生活有非常重要的关系。适当的紫外线照射对于骨骼的生长和
身体健康的许多方面都有好处。紫外线能杀死微
生物。在医院的手术室、病房里,常用紫外线
灯来灭菌。紫外线能使荧光物质发光。钞票
或商标的某些位置用荧光物质印上标记,在
紫外线下识别这些标记,这是一种有效的防
伪措施(图 4.5-7)。
过量的紫外线照射对人体有害,轻则使皮
肤粗糙,重则引起皮肤癌。 图4.5-7 紫外线使钞票上的荧光物质发光
1. 用放大镜观察彩色电视机工作时的屏幕,对比发白光的区域和其他颜色的区
域,看看红、绿、蓝三种色条的相对亮度有什么不同。
2. 请将下面左侧列出的各种现象在右侧找出对应的物理知识。
例:射击瞄准时要做到“三点一线” 光的直线传播
在平静的湖面可以看到蓝天白云 光的直线传播
游泳池注水后,看上去好像变浅了 光的反射
光遇到不透明物体后,可以形成影子 光的折射
太阳光经过三棱镜后可以产生彩色光带 光的色散
早晨太阳还在地平线以下时人就可以看到它
阳光透过树叶间的缝隙射到地面上,形成圆形光斑
3. 红外线、紫外线跟你的生活有什么联系?各举两例。
动手动脑学物理
88 物理 八年级上册
1. 光的直线传播
能够发光的物体叫做光源。
光既可以通过空气、水、玻璃等介质传播,也可以在真空中传播。光在同种均匀介
质(或真空)中沿直线传播。
光在真空中的传播速度约为 3×108 m/s。
2. 光的反射定律
光遇到水、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。经过入射点并垂直于反射
面的直线叫做法线,入射光线与法线的夹角叫做入射角,反射光线与法线的夹角叫做反
射角。
发生反射时,反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内;反射光线、入射光线
分别位于法线两侧;反射角等于入射角。
在反射现象中,光路可逆。
3. 平面镜成像
物体经平面镜可成大小相等的虚像,像和物体到平面镜的距离相等,二者的连线与
镜面垂直。也就是说,平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
4. 光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折。入射光线与法线的夹角
叫做入射角,折射光线与法线的夹角叫做折射角。
光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。
当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小。
在折射现象中,光路可逆。
5. 光的色散
白光可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种单色光,它们按照一定的顺序排
列成为可见光谱。红、绿、蓝是光的三原色,它们按不同比例混合后,可以产生各种颜
色的光。
可见光红光之外是不可见光红外线,高温物体会向外辐射较强的红外线;紫光之外
是不可见光紫外线,适量的紫外线对于骨骼的生长和身体健康等有益。
学到了什么
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