光的直线传播

2022年4月26日光线 光学3671阅读模式

光的直线传播是我们经常说的,但是直线传播是有条件的,光在同种均匀介质中沿直线传播,通常简称光的直线传播。

光的直线传播是几何光学的重要基础,利用它可以简明地解决成像问题,人眼就是根据光的直线传播来确定物体或像的位置的,这是物理光学里的一部分。我们的祖先制造了圭表和日晷,测量日影的长短和方位,就是利用光的直线传播这一原理。

光的直线传播

光在同一种均匀物质中传播是沿直线传播的,光在不同物质中传播时有可能发生反射和折射现象。同一种物质不均匀的情况下,光的传播要发生弯曲,比如早晨太阳升起时光的传播就不是沿直线。原因是大气层的空气不是均匀的。

圭表

中国古代最早使用的计时工具称为圭表,圭表,是度量日影长度的一种天文仪器,圭表由“圭”和“表”两个部件组成,垂直立于平地上的标杆称为表,南北方向平放的测影尺称为圭,两者以直角相接。

圭表
日晷

日晷,本义是指太阳的影子,现代的“日晷”指的是人类古代利用日影测得时刻的一种计时仪器,又称“日规”,聪明的古人发现如果把竹竿或者石柱倾斜,倾斜到一定的角度,无论什么时候,影子都能投射到一个圆形的平面上,于是日晷就诞生了!

日晷

光沿直线传播的条件与光速

1.光在同种均匀介质中,总是沿着直线传播。光在真空中的传播速度c=3.0×10^(8)m/s。光在其他任何介质中的传播速度都小于c。

2.若n为介质的折射率,则光在此介质中的传播速度为v=c/n。

光的传播

光的传播有一定规律,掌握这一规律,便可以使它为人类服务,光能在其中传播的透明物质,例如空气、玻璃等,都叫做传播光的媒质。

光的传播
小孔成像

现在的一些照相机和摄影机就是利用了小孔成像的原理——镜头是小孔(大多数安装凸透镜以保证光线成像距离),景物通过小孔进入暗室,像被一些特殊的化学物质(如显影剂等)留在胶片上(数码相机、摄影机等则是把像通过一些感光元件存储在存储卡内)。

小孔成像
为什么光的传播不需要介质

声音的传播需要介质,比如空气、水和铁。但光的传播不需要介质,它们可以在真空中传播。那么,声音和光有什么区别呢?为什么声音不能在真空中传播,而光却可以呢?

为什么光的传播不需要介质
光的传播速度

光是能量的一种传播方式,光在同种均匀介质中沿直线传播,通常简称光的直线传播。它是几何光学的重要基础,利用它可以简明地解决成像问题。人眼就是根据光的直线传播来确定物体或像的位置的,这是物理光学里的一部分。

光的传播速度
日食和月食

日食和月食或许是人类在不借助望远镜时,能够观察到的最壮观的天文事件,它们在古代被认为是巨大好运或灾难的预兆,而现在,我们知道日食和月食的发生是与地球和月球相对于太阳运行的轨道有关。

日食和月食

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