浅谈生活中常见的光现象及物理原理

郑堃坊

摘 要：物理是一门重要的课程，同时物理与生活又有非常紧密的联系，在学习物理知识的过程中，可以从一些生活现象来反思其中的物理原理，由此加强自身的了解认识。对此，本文从高中物理的光学知识出发，探讨了生活中的一些常见光学现象，然后分析了其中所包含的物理原理，希望可以为广大高中生学习物理知识提供参考。

关键词：物理 生活 光学现象 物理原理

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（c）-0249-02

光学是高中物理知识的一个重要构成板块，我们在进行学习的时候，一定要对光学知识实现有效的掌握和理解。但是如果单纯从课堂来学习光学知识，难免存在一些局限，因为这样的学习模式较为理论。而光学现象和实际生活存在紧密的联系，因此我们可以从生活光学现象来理解其中的物理原理，加强认知掌握，提高学习效果。

1 生活中的反射现象与物理原理

在生活实际当中，光学现象最为常见的一种形式，就是反射，比如我们平时照镜子，就是反射现象。再比如在太阳光下拿出手机，手机屏幕也会投射出一条光线，可以在暗室中形成光点。而水面倒影，也是一种反射现象。反射是一种最基本的物理光学现象，在生活中也有很多案例可循，那么其中的物理原理是什么呢？简单来说，反射指的就是光线从透明介质射向另一种介质，在两种介质表面发生光路翻转，回到原本的介质中进行传播。比如我们照镜子，光线从空气向镜面传播，到达镜面后被反射回来，进入我们的眼睛，这样我们就可以从镜子看到对应的影像。再比如手机屏幕在太阳光下可以出现新的光路，这也是反射。而且我们可以发现，当轻微翻转手机屏幕，那么新出现的光路也会随之改变传播方向。这其中就体现出来了反射的内涵。在反射中，入射光线与出射光线与介质接触面形成的夹角是始终相等的，不论是入射光线角度变化，还是接触界面翻转导致角度变化，出射光线都会随之一同改变，并保持夹角相等的规律。除此之外，反射的光路是可逆的，也就是从出射光线路径射入一束新的光线，那么其形成的反射光线会和原本的入射光线路径重合。

2 生活中的折射现象与物理原理

除了反射这个常见的光学现象之外，在生活中，折射现象也是非常常见的，在我们的日常生活中有不少实际的案例，比如筷子在水中变弯、水中的鱼儿实际位置要比眼见的位置偏低等。这些让我们产生视觉误差的光学现象，就是折射。所谓的折射，其是一种和反射相似但是又有不同的光学现象。折射也是发生在两种介质之间，而且是两种透明介质，光线从一种介质射入另一种介质，光线的传播路径发生偏折，和原本的传播路径不在同一条直线上，这种现象就被称之为折射。因为光路在进入另一种介质后发生了偏折，所以我们肉眼所见就会产生误差。之所以会出现折射，是因为两种不同的介质，其折射率不同。如果两种不同介质的折射率相同，那么光线就不会发生偏折了，也就不会产生折射现象，所以不同介质之间的折射率差异，是引起折射现象的根本原因。在折射现象中，入射角的定义和反射一样，都是入射光线与法线的夹角，而折射光线与法线的夹角，则称之为折射角。折射现象的全过程发生在两种不同的介质中，而反射则是全部在同一介质中，这是二者的一个差别。另外，反射角与折射角不相等，但是也有特殊情况，那就是光线垂直射入介质时，那么光线不会反射偏折，这时也就不存在折射光线了。

3 生活中光的色散现象与物理原理

色散现象是物理光学的另一个知识点，在17世纪，英国物理学家牛顿通过三棱镜让太阳光发生了色散，从而认识到太阳光是由多种不同颜色的光线复合组成的，太阳光并非是一种单一的光线。而在生活中，色散现象最具代表性的，就是雨后的彩虹，呈现出多种不同的颜色。为什么在雨后会出现这样的光学现象呢？原因就是在下雨之后，空气中会残留很多球形的小水滴，太阳光被这些小水滴折射，导致太阳光产生色散。因为太阳光本身是由多种不同的单色光复合构成，而不同颜色的单色光，其波长不同，从而导致在同一物体中的折射率是不同的，进而太阳光在折射过程中，单色光发生分层，按照不同的颜色实现排列，形成了我们所看到的彩虹。值得注意的是，太阳光除了可以发生色散现象之外，还能够影响透明物体的颜色。比如在白屏前放置一块蓝色的玻璃，那么映照在白屏上的光线，就会呈现出蓝色。如果放一块红色的玻璃，那么映照在白屏上的光线，就会呈现出红色。这就说明光线中的其他颜色被有色玻璃吸收了，只有同种颜色的光线才能通过，所以实际上透明物体的颜色，是由通过它的色光来决定的，玻璃能通过蓝色光，那么就呈现蓝色；能通过红色光，就呈现红色。

4 生活中看不见的光及物理原理

光除了可见光之外，还有一些看不见的光，也就是非可见光。虽然这些非可见光我们平日里看不到，但是在生活中实际上有很多运用，比如现在很多学校都开始在教室里安装紫外线灯用于杀菌消毒，还有消防、军队等使用的红外夜视仪，家庭使用的红外线电器遥控器等，这些都使用了我们肉眼看不见的光。紫外线的波长一般在100～400nm之间，不能引起人的视觉感官，紫外线虽然具有杀菌消毒等积极作用，但是如果人体接受过多的紫外线照射，會严重损伤皮肤。红外线则是一种介于微波与可见光之间的电磁波，波长在760nm～1mm之间，任何高于绝对零度的物质，都可以产生红外线，在物理中也将其称为热射线，红外线含有热量，在太阳光中，红外线承载了大部分热量。在现实生活中，红外线的运用很广泛，比如医学上用来治疗一些皮肤上的斑点，因为红外线具有热辐射，可以缓释皮肤下的色素沉积，在4～14μm这个范围的红外线，在医学界还被称为“生育光线”，对促进生命生长具有积极作用，能够促进血液循环，活化人体细胞。

5 生活中的光污染现象与物理原理

任何事物都有两面性甚至多面性，光也是如此，在光学学习中，我们不仅要了解正面的光学现象与原理，对于生活中的光污染现象和其中原理也要形成了解，这样才能为以后治理光污染贡献我们自身的力量。在生活中，光污染的形式多样，比如道路上的汽车开启远光灯，这就是一种光污染，影响行车和行人视线，容易引发安全事故。再比如紫外线会对人体皮肤和眼角膜造成伤害，照射过度会引起恶心、头晕、眼睛疼痛甚至视力下降等问题。为什么远光灯会成为光污染呢？因为现在很多小汽车远光灯都是氙气大灯，其亮度很高，超出人眼承受范围，会导致人视觉受到影响。而紫外线为什么照射过度会给人体带来危害呢？原因就是紫外线有不同的波长范围，一般可以分为长波320～400nm，中波280～320nm以及短波100～280nm。短波紫外线可被臭氧层隔绝，而长波紫外线则具有很强的杀伤力，消毒杀菌一般都使用长波，人体细胞无法长时间处在这样的环境中，因为长波紫外线穿透性很强，能够达到人体组织深处，所以必须要避免被长波紫外线照射。

6 结语

在高中物理的学习中，光学知识非常重要，我们需要形成牢固掌握。而在生活中，有很多光学现象，我们应该从这些生活现象出发，分析其中的原理，将课本上的物理知识结合起来，在弄清这些光学现象的同时，对相关的理论知识实现有效的掌握。

参考文献

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[2] 覃明芳.学以致用——物理现象在生活中的应用[J].考试周刊，2017（15）：102.

[3] 高文涛.高中物理光学在实际生活中的具体应用[J].新课程（下），2017（9）：64-64.