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《光》的啟示錄

2021-02-07 00:59:21戴領
第二課堂(初中版) 2021年8期
關鍵詞:色散光線光學

戴領

【溫歌詞】

詞、曲:陳粒

演唱:陳粒

光落在你臉上

可愛一如往常

你的一寸一寸

填滿欲望

城市啊有點臟

路人行色匆忙

孤單、脆弱、不安

都是平常

你低頭不說一句

你朝著灰色走去

你住進混沌深海

你開始無望等待

……

《光》是音樂人陳粒創(chuàng)作并演唱的一首歌曲,收錄在她的首張個人專輯《如也》中。這首歌讓我想到了大詩人王勃在《滕王閣序》中的句子:“時運不濟,命運多舛?!币沧屛蚁肫鹆祟櫝堑脑姡骸疤焓腔疑?,路是灰色的,樓是灰色的,雨是灰色的?!边€有關于《駱駝祥子》的話:“曾經(jīng)那個人是一個陽光、充滿朝氣的年輕人,對未來有無限的渴望與追求。奈何現(xiàn)實殘酷無情,理想逐步破碎、瓦解,使人一步一步走向深淵,開始紙醉金迷,燈紅酒綠,本該光彩奪目的人生,也抹上了一層名為頹廢的暗灰?!边@首歌也讓我想到了電影《無名之輩》,任素汐在里面扮演馬嘉祺,這首歌的內(nèi)容跟馬嘉祺的人生很貼合。比較低沉的歌詞,寫出了馬嘉祺的無奈與絕望。黑暗中的一點光,站起來是馬嘉祺的心愿,是她的希望,她的光。

當然歌詞中還隱含了很多光的知識。

【學知識】

關于光的基本知識

光在能源(清潔能源)、電子(電腦、電視、投影儀等)、通信(光纖)、醫(yī)療保?。é霉獾?、光波房、X光機)等方面有著廣泛的應用。

1.光源

正在發(fā)光的物體叫光源,“正在”這個條件必須具備,光源可以是天然的或人造的。物理學上指能發(fā)出一定波長范圍的電磁波(包括可見光與紫外線、紅外線、X射線等不可見光)的物體。光源主要可以分為三類:

第一類是熱效應產(chǎn)生的光。太陽光就是很好的例子,因為周圍環(huán)境比太陽溫度低,為了達到熱平衡,太陽會一直以電磁波的形式釋放能量,直到周圍的溫度和它一樣高。

第二類是原子躍遷發(fā)光。熒光燈燈管內(nèi)壁涂抹的熒光物質(zhì),被電磁波能量激發(fā)而產(chǎn)生光。此外,霓虹燈的發(fā)光原理也是一樣。原子發(fā)光具有獨自的特征譜線,科學家經(jīng)常利用這個原理鑒別元素種類。

第三類是物質(zhì)內(nèi)部帶電粒子加速運動時所產(chǎn)生的光。比如,同步加速器工作時發(fā)出的同步輻射光,同時攜帶有強大的能量。另外,原子爐(核反應堆)發(fā)出的淡藍色微光(切倫科夫輻射)也屬于這種光。

2.反射

太陽光在照射地球的過程中,一部分被大氣層反射,一部分被陸地、水面等反射,還有一部分被冰雪反射。為什么地球赤道如此炎熱,而南北兩極卻很寒冷?通俗的解釋是太陽照射的角度不同,赤道的太陽是直射,南北兩極的太陽是斜射。但除此之外,還有地磁場的作用,由于南北兩極磁場比較大,磁力線非常密集。光進入磁場中沿磁力線傳播,難以交叉碰撞,反射非常強烈,因而產(chǎn)生的熱量非常少。加上南北兩極人類活動少,排放的固體顆粒物少,空氣中其他氣體分子少,光輻射氣體、固體或液體進行的散射也少。因此,其溫度非常低,最終出現(xiàn)寒極。

3.光的色散

在光學中,將復色光分解成單色光的過程,叫光的色散。由兩種或兩種以上的單色光組成的光(有兩種或兩種以上頻率的光),稱為復色光。不能再分解的光(只有一種頻率),稱為單色光。

牛頓在1666年最先利用三棱鏡觀察到光的色散,把白光分解為彩色光帶(光譜)。光的色散可以用三棱鏡、衍射光柵、干涉儀等來實現(xiàn)。1672年,牛頓利用三棱鏡將太陽光分解成彩色光帶,這是人們首次做的色散實驗。

【走四方】

光的重要特征和傳播規(guī)律

物理光學包羅萬象,其范疇一般包括波動光學、偏振光學和波導光學。

一般來講,光學具備以下四個重要特征:

1.在幾何光學中,光以直線傳播。筆直的“光柱”和太陽“光線”都說明了這一點。

2.在波動光學中,光以波的形式傳播。光就像水面上的水波一樣,不同波長的光呈現(xiàn)出不同的顏色。

3.光速極快。光在真空中的傳播速度約為3×108米/秒,在空氣中的傳播速度要慢些。在折射率更大的介質(zhì)中,譬如在水中或玻璃中,光的傳播速度更慢一些。

4.在量子光學中,光的能量是量子化的,構(gòu)成光的量子(基本微粒),我們稱其為“光量子”,簡稱光子,能引起膠片感光乳劑等物質(zhì)的化學變化。

撇開光的波動本性,以光的直線傳播為基礎,研究光在介質(zhì)中的傳播及物體成像規(guī)律的學科,稱為幾何光學。在幾何光學中,以一條有箭頭的幾何線代表光的傳播方向,叫作光線。幾何光學把物體看作無數(shù)物點的組合(在近似情況下,也可用物點表示物體),由物點發(fā)出的光束,看作是無數(shù)幾何光線的集合,光線的方向代表光能的傳遞方向。

幾何光學中光的傳播規(guī)律有三點:

1.光的直線傳播。在各向同性的均勻介質(zhì)中,光沿著直線傳播,這就是光的直線傳播定律。這是一種常見的普遍規(guī)律,可以很好地解釋影子的形成,日食、月食等現(xiàn)象。一切精密的天文測量、大地測量和其他測量都以此規(guī)律為基礎。

2.光的獨立傳播。兩束光在傳播過程中相遇時互不干擾,仍按各自途徑繼續(xù)傳播,當兩束光聚集為一個點時,在該點上的光能量是簡單相加的。

3.光的反射和折射。光傳播途中遇到兩種不同介質(zhì)的分界面時,一部分反射,一部分折射。反射光線遵循反射定律,折射光線遵循折射定律。

【做總結(jié)】

是光指引我成為光

光,給我們帶來光明,使我們生活的世界更加精彩紛呈!因此,我想說:光是陽光,它驅(qū)散陰霾,趕走寒冷。只要你心中有暖陽,就有滿目芬芳。我想說:光是星光,它劃破黑夜,擊碎困難。只要你心懷夢想,點點星光也能熠熠生輝。愿追夢路上的你我,一路與陽光為伍,有星光做伴,心中有夢,眼里有光,腳下有路!

(指導教師 徐海 編輯 文墨)

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