黃財發(fā)

摘要：在當今高速發(fā)展的社會，人們對光學的應用越來越廣泛、越來越迫切。這就要求作為新時代的學生應該更加了解光的知識。但對于初中學生來說，如何掌握光的知識存在著較大困難。所以，以眼睛為引線把光的知識聯(lián)系起來，有助于知識的融會貫通，達到教學目的。

關鍵詞：直線傳播；反射；折射；光的顏色；成像

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）09-0035

我們的眼睛是如何看到物體的呢？首先，讓我們來了解眼睛是如何成像的。實際上眼睛成像是透鏡成像規(guī)律的重要應用。照相機與眼睛有相似的結構，自制照相機能使學生對利用凸透鏡成縮小的實像有較直觀、深刻的印象。因此，對眼睛成像的認識，可以從自制照相機開始。通過生理學中的眼模型或課件，將生理眼抽象成簡化眼模型。將自制照相機與簡化眼對比，使學生認識到眼睛可以看成是精巧的照相機，眼球中的角膜和晶狀體的共同作用，相當于一個“凸透鏡”，視網膜相當于照相機的底片。從物體發(fā)出的光線經過人眼的凸透鏡在視網膜上形成倒立、縮小的實像，分布在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了，這就是眼睛成像的基本原理。因此，必須有光線進入到我們的眼睛才能引起視覺。

我們看到影子和光的直線傳播是有很大的關系的。光從光源傳播出來，當光遇到不透明的物體時，部分光線會被物體吸收，部分光線會被反射，而其他未被物體擋住的光線，會繼續(xù)前進，有光的地方有反射光線進入人的眼睛，在不透光的物體后面受不到光照射的地方就就沒有反射光線進入人的眼睛，而呈現(xiàn)陰影的現(xiàn)象，所以形成了影子。例如，日食月食的形成是影子形成的例子。所以說，要是沒有光，哪會有影子呢？

我們又是如何看清物體呢？那也是物體把各部分光線反射進入人的眼睛才能看見。例如，我們在教室內可以看到黑板上的字，是因為反射光線進入到我們的眼睛；黑板不光滑，光照到黑板上會向各個方向反射，發(fā)生了漫反射，所以坐在教室里的我們都能從各個方向看到黑板上的字。在一般情況下，光線是直線傳播的，但是光導纖維卻能讓光線通過在內部的數(shù)次反射，走過一條“彎曲”的路線。類似地，如果能夠發(fā)明出一種隱身器的表面材料以及合理的外形，使得光能夠沿表面發(fā)生彎曲，繞過物體并繼續(xù)沿直線傳播，所以有反射光線進入人的眼睛，那么我們就可以看到物體背后的東西。同時，雖然隱身器就在我們面前，但是沒有光線從其上反射到我們眼里，我們是看不到隱身器的。顯然這個隱身器應該是球形，這樣在各個方位都能達到“隱身”的目的。實際上物體是實實在在存在的，只是人的眼睛感受不到而已。

我們從水面上看水中物體，看到的是比物體的實際位置偏高（淺）的虛像，這是因為當光從水中射入空氣時，在水與空氣的交界面上發(fā)生折射，進入空氣中的折射光線向水面偏折，位置降低，折射光線進入我們的眼睛，而我們認為光是沿直線傳播的，所以看到的像比物體的實際位置偏淺。同理根據(jù)光路的可逆性，我們可以解釋為什么潛水員從水中看水面以上的物體，看到的位置比物體的實際位置偏高的原因。

很多人認為我們能看到實像是因為光線進入人的眼睛，而我們看到虛像并沒有光線進入人的眼睛，這種說法是錯誤的。因為無論我們看到的是實象還是虛象，都有光線進入我們的眼睛，只是他們的區(qū)別是：1. 成像原理不同：物體射出的光線經光學元件反射或折射后，重新會聚所成的像叫做實像，它是實際光線的交點。在凸透鏡成像中，所成實像都是倒立的。如果物體發(fā)出的光經光學元件反射或折射后發(fā)散，則它們反向延長后相交所成的像叫做虛像。2. 承接方式不同：虛像能用眼睛直接觀看，但不能用光屏承接；實像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接觀看。人看虛像時，仍有光線進入人眼，但光線并不是來自虛像，而是被光學元件反射或折射的光線，只是人們有“光沿直線傳播”的經驗，以為它們是從虛像發(fā)出的。虛像可能因反射形成，也可能因折射形成，如平面鏡成等大的虛像，凸透鏡成放大的虛像。例子：我們看到的鏡子里的像就是虛象，我們用相機照出來的就是實象。我們是如何看到物體的顏色的呢？為什么物體有各種各樣的顏色呢？是物體吸收了特定的光，而反射了部分的光，那為什么物體會吸收特定的光呢？我們知道光是一種電磁波，不同的光對應著不同的波長，物體不管是有機物還是無機物，其原子、電子都有一定的能量當某一波長的光照射在這些物體表面而能引起物體表面原子、電子發(fā)生共振時，光就被吸收了，原子、電子就得到了光的能量，當一個連續(xù)波長的光。比如說是太陽光照射到物體表面能發(fā)生共振的波長的光被物體吸收了，其他的光則被原子擋在外面并反射出去，然后這些光經過組合原理就形成我們看到的物體的顏色。如果物體不吸收光也不反射光，而是讓光通過，那物體就是透明的。在日常生活中，人們能看到各種色彩，如藍藍的天空、綠色的草原、朵朵白云、鮮紅的玫瑰花瓣、綠色的莊稼、黃色的油菜花等。所有這些顏色都是在白天才能看見、分辨，也就是說只有在光線照射的條件下才能呈現(xiàn)出來?？傊该魑矬w的顏色就是它透過色光的顏色。不透明物體的顏色就是它反射色光的顏色。同時人們還注意到，在太陽光下看見某一物體呈現(xiàn)某種顏色，如果再把它放在白熾燈下（特別是某種彩色燈下），該物體的顏色就發(fā)生了改變。于是，人們推斷人眼之所以能看到色彩，是由于有光的存在.顏色都是光作用在物體表面后，發(fā)生了不同的反映，再刺激人的眼睛后產生的。不同的光會產生不同的刺激，所以眼睛看到不同的物體就會有不同的顏色感覺。在黑暗條件下，人眼看不見不發(fā)光物體顏色的，只有當外來的光線照射在其表面后，它的顏色才能被人眼感知。所以，顏色是光照射到物體表面后的結果。但最終必須有光線進入人的眼睛，才能感受多彩的世界。

總之，無論是日、月食，還是岸上的人看到的是比物體的實際位置偏淺，還是看到物體的顏色，還是我們看到的是實象還是虛象，都是是否有光線進入人的眼睛的結果，都是是否能引起眼睛的視覺，都是眼睛惹的禍。正因如此，我們學會了光的反射、折射以及它們的應用，從而豐富了我們的認識。

（作者單位：福建省漳州市華安一中 363800）