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關於光的常識

1.關於光的壹些知識

光的本質是能引起視覺的電磁波,也是粒子(光子)。

光可以在真空、空氣、水等透明物質中傳播。光速:真空中的光速是| 30萬千米每秒。

肉眼可見的可見光只是整個電磁波譜的壹部分。電磁波的可見光譜約為390~760nm(10-9m),光可分為人造光和自然光。

光源分為冷光源和熱光源;光源:能自己發光的物體叫光源。冷光源:指在不加熱的情況下發光(或在很低的溫度下發熱)。

如螢火蟲;熱光源:指發光發熱(必須是高溫熱)。如太陽;實驗證明,光是電磁輻射,這部分電磁波的波長範圍大約是紅光的0.77微米到紫光的0.39微米。

波長在0.77微米以上至約1000微米的電磁波稱為“紅外線”。低於0.39微米至約0.04微米的稱為“紫外線”。

紅外線和紫外線不能引起視覺,但可以用光學儀器或照相的方法來測量和檢測這種發光物體的存在。所以光學中光的概念也可以推廣到紅外和紫外領域。甚至X射線也被認為是光,而可見光的光譜只是電磁波譜的壹部分。

光具有波粒二象性,即可以看作是壹種頻率很高的電磁波,也可以看作是壹種粒子,簡稱光子。光速取代了保存在巴黎國際計量局的鉑金表作為定義“米”的標準,並壹致認為光速嚴格等於299,792,458 m/s,與當時米和秒的定義壹致。

後來隨著實驗精度的不斷提高,光速的數值發生了變化。米被定義為光在1/299792458秒內走過的距離,光速用“C”表示。光是地球上生命的來源之壹。

光是人類生活的基礎。光是人類認識外部世界的工具。

光是信息的理想載體或傳播媒介。據統計,人類感官從外界接收的全部信息中,至少有90%是通過眼睛傳遞的...當壹束光投射到物體上時,會發生反射、折射、幹涉和衍射。

光在均勻介質中沿直線傳播。光波,包括紅外線,比微波的波長更短,頻率更高。因此,從電通信中的微波通信發展到光通信是壹種自然而必然的趨勢。

普通光:壹般來說,光是由很多光子組成的。在熒光(普通日光、燈光、燭光等)下。),光子之間沒有聯系,即波長不同、相位不同、偏振方向不同、傳播方向不同,就像壹支無組織無紀律的光子大軍,所有的光子都是散兵遊勇,無法統壹行動。光反射時,反射角等於入射角,在同壹平面上,法線兩側,光路可以反過來。

光線從壹種介質斜入射到另壹種介質會產生折射。如果註入介質的密度大於原始光的密度,則入射角小於折射角。

另壹方面,如果小於,則入射角大於折射角。但如果入射角為0,折射角為零,不會發生折射。

然而,光折射仍然發生在相同的非均勻介質中。理論上可以從壹個方向射入,不發生折射。但由於邊界不清,壹般分為幾級,並不平坦,所以無論如何都會發生折射。比如從岸邊看平靜的湖底屬於第壹次折射,但看到海市蜃樓屬於第二次折射。

凸透鏡和凹透鏡的作用是由於第壹次折射。激光——在光學的新世界中,所有的光子都是相互關聯的,即它們具有相同的頻率(或波長)、相位、偏振方向和傳播方向。

激光就像壹支紀律嚴明的光子軍隊,行動壹致,所以戰鬥力很強。這就是為什麽激光可以做很多事情,而陽光、燈光、燭光做不到的主要原因。

光源的種類可以分為三種。首先是熱效應產生的光。陽光就是壹個很好的例子。除此之外,蠟燭和其他物品也壹樣。這種光會隨著溫度的變化而變色。

二是原子發光。塗在熒光燈管內壁的熒光物質被電磁波能量激發產生光,霓虹燈的原理也是壹樣的。原子發光有自己的基本色,我們在拍攝色彩時需要做相應的修正。

三是同步加速器發光,同時攜帶強大的能量。這是原子爐發出的那種光,而我們在日常生活中幾乎接觸不到這種光,記住前兩種就夠了。光的色散多色光分解成單色光的現象稱為光色散。牛頓在1666年首次用棱鏡觀察到了光的色散,將白光分解成彩色的帶(光譜)。色散現象表明,光在介質中的速度(或折射率n=c/v)隨光的頻率而變化。光的色散可以通過使用棱鏡、衍射光柵、幹涉儀等來實現。白光是由紅色組成的。

紅、橙、黃、綠等顏色稱為單色光。色散:多色光分解成單色光形成光譜的現象稱為光色散。

利用棱鏡或光柵作為“色散系統”可以實現色散。多色光進入棱鏡後,對各種頻率的光有不同的折射率,各種多色光的傳播方向有不同程度的偏轉,所以離開棱鏡時,它們被分開色散,形成光譜。

光的色散折射率隨光波頻率或真空中波長而變化的現象。多色光在介質界面折射時,介質對不同波長的光有不同的折射率,每種顏色的光因折射角不同而相互分離。

1672年,牛頓用棱鏡把太陽光分解成彩色的波段,這是人們做的第壹個色散實驗。通常用折射率n或色散比dn/dλ與波長λ的關系來描述色散規律。

任何介質的色散都可以分為正常色散和異常色散。多色光分解成單色光形成光譜的現象。讓壹束白光照射在玻璃棱鏡上,光線穿過棱鏡。

2.光現象知識概述

第二章光現象

1.光的傳播

能發光的叫光源,月亮不是太陽。光的傳播是有條件的,均勻介質是直的。

速度在不同的物體中是不壹樣的,真空是每秒30萬公裏。C = 3 * 105公裏/秒= 3 * 108公裏/秒。

光速比音速快,真空光不會消失。

2.光反射

法線通過入射點,虛線垂直於反射面。反射入射在兩邊,反角的角度總是相等的。

法向夾角為入射角,二面角隨著入射角的增大而增大。所有物體都是反射的,鏡面反射在對面是漫反射的。

3.平面鏡成像

平面鏡,虛像,大小相等,對稱性強。物像到鏡子的距離是相等的,它們連接垂直的鏡子。

畫圖倒影是延伸的,虛線的交點就是像點。所有像點形成壹個像,虛像要用虛像來表示。

4.光的折射

光從壹個東西到另壹個東西,同時它反射和折射。斜線入水要折射,折線接近法線。

法線垂直於界面,虛線分兩邊。水中的光斜入空氣,虛線遠離法線。

從水下看,樹變高了,從岸上看,魚變淺了。人眼感覺到的是直線光,看到的是虛像。

5.光的散射

紅、橙、黃、綠、靛、紫、白光具有七種顏色的色散。三原色是紅、綠、藍,三原色是紅、藍、黃。

紅色物體反射紅光,所有其他顏色被吸收。沒有反射光進入眼睛,我看到壹片黑色。

所有顏色的光都被反射,物體呈現白色。所有的顏色都被完全吸收,黑色就是壹個物體。

各種顏色的光都可以穿過,這個物體是無色透明的。

6.不可見光

紅光之外的紅外光,溫度越高,輻射越強。使用紅外夜視設備,並經常使用遙控。

紫光之外的紫外線幫助人體合成D(維生素)。紫外線殺死微生物,使熒光物質發光。

3.物理學

1.編輯人眼可見電磁波譜的本義本段介紹了光是人眼可見的電磁波,也稱可見光譜。

在科學定義中,光是指所有的電磁波譜。光是由光子作為基本粒子組成的,具有粒子性和漲落性,稱為波粒二象性。

光可以在真空、空氣、水等透明物質中傳播。可見光的範圍沒有明確的限制,普通人眼睛能接受的光的波長在380-760nm之間。

人們看到的光來自太陽或借助發光設備,包括白熾燈、熒光燈管、激光器、螢火蟲等等。因為光是人類生存不可或缺的物質,所以有很多關於光的成語,也有同名歌曲。

編輯這段光的奧秘19世紀物理學巨擘之壹蘇格蘭物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的研究成果問世,物理學家對光學定律有了明確的認識。從某種意義上說,麥克斯韋是邁克爾·法拉第的對立面。

法拉第在實驗中有著驚人的直覺卻完全沒有受過正規訓練,而與法拉第同時代的麥克斯韋則是高等數學大師。他在劍橋大學擅長數學和物理,艾薩克·牛頓兩個世紀前在那裏完成了他的工作。

牛頓發明了微積分。微積分是用“微分方程”的語言來表達的,描述的是事物如何在時間和空間中平穩地經歷微妙的變化。

海浪、液體、氣體和貝殼的運動都可以用微分方程的語言來描述。麥克斯韋開始他的工作有壹個明確的目標——用精確的微分方程來表達法拉第革命性的研究成果和他的立場。

麥克斯韋首先發現法拉第電場可以轉化為磁場,反之亦然。他采用了法拉第對力場的描述,並用微分方程的精確語言重寫,得到了現代科學中最重要的方程之壹。

它們是壹組八個看起來非常困難的方程。世界上每個物理學家和工程師在研究生階段學習掌握電磁學時,都必須努力消化這些方程。

後來,麥克斯韋問了自己壹個決定性的問題:如果磁場可以轉化為電場,反之亦然,那麽如果它們永遠互相轉化,會發生什麽?麥克斯韋發現這些電磁場會產生壹種波,這種波與海浪非常相似。令他驚訝的是,他計算了這些波的速度,發現是光速!在1864發現這壹事實後,他預言性地寫道:“這個速度如此接近光速,似乎我們完全有理由相信光本身就是壹種電磁幹擾。”

這可能是人類歷史上最偉大的發現之壹。歷史上第壹次,光的奧秘終於被揭開了。

麥克斯韋突然意識到,日出的輝煌,日落的紅色火焰,彩虹的絢麗色彩和天空中閃爍的星星,都可以用他匆忙寫在壹頁紙上的波浪來描述。今天我們認識到,整個電磁波譜——從電視天線、紅外線、可見光、紫外線、X射線、微波、伽馬射線——只是麥克斯韋波,也就是振動的法拉第力場。

根據愛因斯坦的相對論,當光通過強引力場時,會發生扭曲。光具有波粒二象性。

2012,新海時空在光時空討論。在光的世界裏,人類是無法觀測到超光速物質的,光是人類所能知道的極限速度的東西。也正因為如此,光才創造了人類的世界。編輯這壹段光的科學光是人眼能看到的電磁波(可見光譜)。

在科學定義中,光有時是指所有的電磁波譜。光是由壹種叫做光子的基本粒子組成的。

它的特點是粒子和漲落,或者說波粒二象性。光可以在真空、空氣、水等透明物質中傳播。

極光的速度(9張):真空中的光速是宇宙中最快的,在物理學中用C來表示。光在真空中1s可以走299792458m,即光在真空中的速度為c = 2.9992458 * 108m/s。

在其他介質中的速度低於在真空中的速度。光速在空氣中的速度約為2.99792000 * 10 8m/s。

在我們的計算中,真空或空氣中的光速取為c = 3 * 10 8m/s(最快也是極限速度)。光速在水中比在真空中小得多,大約是真空中的3/4。玻璃中的光速比真空中的光速小,大約是真空中光速的2/3。如果壹個飛人以光速繞地球壹周,1s可以繞地球7.5圈。太陽光需要8分鐘才能到達地球。如果壹輛1000km/h的賽車壹直跑下去,需要17年才能跑完太陽到地球的距離。

肉眼可見的可見光只是整個電磁波譜的壹部分。電磁波的可見光譜約為390 ~ 760nm(1nm = 10-9m = 0.00000001m),光分為人造光(如激光)和自然光(如太陽光)。

自身發光的物體稱為光源,分為冷光源和熱光源。圖為人造光源。

夜空中的煙火已經通過實驗證明,光是電磁輻射,這種電磁波的波長範圍大約是紅光的0.77微米到紫光的0.39微米。波長在0.77微米以上至約1000微米的電磁波稱為“紅外線”。

低於0.39微米至約0.04微米的稱為“紫外線”。紅外線和紫外線不能引起視覺,但可以用光學儀器或照相的方法來測量和檢測這種發光物體的存在。

所以光學中光的概念也可以推廣到紅外和紫外領域。甚至X射線也被認為是光,而可見光的光譜只是電磁波譜的壹部分。人眼對不同波長的可見光有不同的敏感度。

實驗表明,正常人眼對波長為555 nm的黃綠色光最敏感,即該波長的輻射能引起人眼的最大視覺,越偏離波長為555nm的輻射,其可見度越低。光具有波粒二象性,即可以看作是壹種頻率很高的電磁波,也可以看作是壹種粒子,簡稱光子。

光速取代了保存在巴黎國際計量局的白金米原件。

4.關於光的衍射的壹些知識。我對這些知識不熟悉。

關於光的衍射:1,現象:當障礙物[或洞]的大小可以與光的波長相比時,光就可以繞過障礙物,到達它是陰影的地方。

2.衍射是波的特性,所以波動理論的支持者認為光的本質是波。3.本質:從波動的角度來看,當光線遇到障礙物[或孔洞]時,波前被分成幾個點波源。這些光源發出的光在傳播過程中疊加,某壹區域加強,某壹區域減弱,於是就成了明暗交替的條紋【加強的地方是亮的】;從粒子的角度來看,光子繞過障礙物,到達每個點的幾率不同,亮條紋是光子到達幾率大的地方。

4.現代科學認為,光具有波粒二象性,大量低能光子容易表現出光的波動性。能量小意味著波長大,障礙物容易匹配形成衍射;從粒子的角度來看,能量很小,單個光子的性能很難檢測。只有大量光子的表現才容易被探測到,所以存在因粒子出現概率而產生的衍射。5.光柵衍射是在載玻片上等距離刻出若幹條條紋,光線從中穿過的壹種衍射。這個實驗很容易做,非常明顯。

6.用激光[單頻]做衍射實驗很容易。目前的激光源很容易找到。

兒童玩具激光手電筒。

5.關於燈具的知識

什麽是白熾燈?

白熾燈是原始光源。經過壹些改進,這種燈仍然使用100年前的基本技術。

鎢絲放在玻璃燈泡裏,電流通過它。燈絲的電阻使它發熱並發出白熾光或光。現在的白熾燈都是用線圈燈絲來提高效率,減少熱量損失。然而,早期的燈泡使用真空技術來防止燈絲因與氧氣結合而燃燒,但現在它們使用多種惰性氣體來達到相同的目的。

白熾燈的特性

白熾燈是家裏最常用的電光源。色溫低、顯色指數高的白熾燈,發出的是暖光。此外,白熾燈價格便宜,可以通過各種尺寸、規格和瓦數的廉價調光器來控制。不幸的是,白熾燈的發光效率很低。因為光的產生是為了加熱固體材料直至發光,白熾燈消耗的大部分能量都是熱能的形式,這就導致了每瓦光通量低的性能。

6.關於天文知識

▲宇宙是無限的【就像地球表面壹樣,有壹定的大小(也就是有限的),但是沒有邊緣。宇宙也是有限的,但宇宙本身的引力是如此之大,以至於宇宙中的空間都向自身彎曲了回來(就像壹個圓,只是四維的)。]

▲宇宙之外沒有物質(包括時間、空間、光……),所以沒有“物”。

但壹些科學家認為,在我們的宇宙之外,還有其他“宇宙”。

▲當壹顆質量超過太陽100倍的恒星耗盡燃料時,其巨大的引力會將其體積壓縮到“0”,這個點的密度會無限大,引力會很大,甚至可以彎曲空間,吸引光、電、信號等壹切(這個點被稱為黑洞)。

▲首先說明物質的運動速度只能小於或等於光速,這可以從時間展開公式(相對論)得到。

因為物質的速度只能小於或等於光速,當其速度接近光速時,如果時間變慢,就只能永遠保持在光速以下。當速度=光速時,時間停止。

理解:當運動物體的速度接近光速時,時間變慢,所以如果靜止物體(相對於運動物體)的時間經過50年,那麽運動物體(相對於靜止物體)的時間可能只經過1秒,所以靜止的人比運動的人老50歲。移動物體的時間極慢,慢到1秒,相當於50年的長度。)

7.出射光現象知識網絡圖

第二章光現象

光源:能發光的物體

光的直線傳播:在同壹均勻介質中,光沿直線傳播。

光速:C = 3.0 * 108米/秒

色散:多色光分解成單色光的現象。

光的三原色:紅、綠、藍。

顏料的三原色:紅、黃、藍。

任何物體的表面都會反光。

光反射定律:反射光與入射光、法線在同壹平面;反射光和入射光在法線兩側分離;反射角等於入射角。

光路是可逆的。

反射類型:鏡面反射和漫反射。

平面鏡的成像特點:物像關於鏡面對稱。

即物體與像的距離等於平面鏡,物體與像的連線垂直於鏡面,像是壹個直立的、相等的虛像。

像的本質:大小相等,位置直立,虛像。

虛像:由反射光的反向延長線會聚而成。

應用:改變光路和成像。

當光從壹種介質斜入射到另壹種介質時,傳播方向壹般會發生變化,這種現象稱為光折射。

當光從空氣中斜入射到水或其他介質中時,折射光與入射光和法線在同壹平面上;折射光和入射光在法線兩側分開;折射角小於入射角;入射角增大時,折射角也增大;當光垂直於介質表面時,傳播方向保持不變。當光線從空氣中斜入射到水中時,折射角小於入射角。

垂直入射時,傳播方向不變。

紅外應用:紅外遙控,熱效應強,紅外穿透力強。

紫外線的應用:熒光效應、生理效應和化學效應。