光的種類及特性
什麼是光呢?你也許會說。光不就是我們平時看到的太陽光、燈光、還有其它一些五彩繽紛的光嗎。這隻回答對了一部分,因為還有一些光是我們肉眼看不見的。
光,通常是指人眼可見的那個波段的電磁波,如紫光、藍光、青光、綠光、黃光、橙光、紅光。不過,光還包括一些紫外和紅外輻射,它們是看不見的。
那麼,究竟光是怎樣的東西呢?不同時代的人對它的解釋也不相同。在18世紀的時候,人們一般認為光是由微小的粒子組成的,並且認為這些粒子在均勻物質內作勻速直線運動。這就是所謂的光的微粒說。
但是,在19世紀前半葉,光的微粒說又被推翻了。這是由於光的幹涉、衍射等現象的發現,有人提出了光的波動說。
現在人們對光有了較為全麵的看法。由於光在很多方麵(如幹涉、衍射等)顯示了它是電磁波;另外一些現象(如光電效應)則證明了它的粒子性。因此,人們認為光是具有波粒二象性的。
近視眼鏡
你周圍的人有眼睛近視的嗎?你注意過他們的眼鏡嗎?是不是有的眼鏡看起來好像很厚?
近視眼形成的原因很多,從醫學角度來講主要有以下一些原因,如眼球長度的變長,角膜曲率變大,眼內介質折射率的異常等。從幾何光學來看,近視眼是眼睛不能把較遠物體清晰地結像在視網膜上,而是將它聚集到視網膜前,但近視眼能把距眼近的物體成像在視網膜上。近視眼可以配戴適當的凹透鏡加以矯正,因為加在眼睛前麵的凹透鏡可以改變物體發出的光的線路,使其可以成像在視網膜上,這樣近視眼就可以看清物體了。
近視眼可以通過一定的儀器來測量其近視的程度,近視越厲害,所測得的度數就越高,所需凹透鏡的彎曲度就越大,依照這樣度數製作的眼鏡看起來就會像酒瓶底一樣有許多的圈。
光的折射
在生活中,有時不經意將筷子放在盛有水的盆、杯子或碗裏時,筷子一半露在水麵上,另一半沒入水中,從斜上方觀察筷子時,你會發現一個奇怪的現象,筷子好像折了一樣,你知道這是什麼原因造成的嗎?
原來這是由於光的一些特性決定的。光在同一種物質中總是沿著直線傳播的。但是,當光從一種物質進入另一種物質時,例如,從空氣進入水或從水進入到空氣,由於光在不同物質中傳播速度不同,光在兩種物質的分界麵上會轉個彎,再沿著一條直線傳播。光的這種現象,就叫作光的折射。
沒在水中的筷子反射的光線經過水與空氣的分界麵時,向水麵偏折了一個角度,使我們看到筷子在水中的部分與在空氣中的部分形成了一定的角度,就好像筷子折斷了一樣。所以,這種現象正是由光的折射特性所造成的。
這種現象在許多場合都可以觀察到。
當我們站在水池或溪水邊看水裏的遊魚時,從魚身上反射出來的光線,在光線從水與空氣的分界麵通過時,也形成了折射,光線改變了原來直線的方向,向水麵偏了一個角度。我們所看到的,就是已經偏轉了一定角度的光線。所以,沿我們的角度看到的魚並不是真正的魚,在我們視線的延長線上,是一虛假的“魚”。
所以,漁夫在叉魚時不會直接用魚叉去叉所看見的“魚”,而是向較深較遠的地方刺去,這樣才有可能刺到魚。
立體電影
人們在觀察周圍景物時,是用左右兩眼來觀察的,這樣就會在大腦中感受出立體的視覺結果。
立體電影就是根據人的雙眼視覺原理,采用兩個焦距相同,水平軸間距也近似人眼間距的攝影鏡頭,在同一條膠片上,拍攝同一物體的兩個影像。然後把這兩個水平視點和視野稍有差異的影像同時放映在銀幕上,成為兩個重疊在一起而又稍有偏離的立體畫麵信息。觀眾隻要戴一副專用的偏光眼鏡,使左眼隻看到左麵鏡頭拍攝的圖像,右眼隻看到右麵鏡頭拍攝的圖像,這樣人就像用雙眼看立體的物體那樣,這時,圖像就能在人們的大腦中產生出立體感。
但是有的立體電影並不需要觀眾戴眼鏡,這又是怎麼回事呢?原來,這種立體電影與別的電影並沒有什麼不同,隻是它的銀幕很特殊。它由無數多個小小的棱形或圓形的光學透鏡排列成雙層光柵銀幕。這種銀幕可以將左麵鏡頭投射過來的圖像反射給觀眾左眼,將右麵鏡頭投射過來的圖像反射給觀眾的右眼,並能在一個固定的彙聚點產生一個焦點範圍,觀眾隻要坐在這個焦點範圍內,就可以使左右眼分別看到各自的圖像了。
紅外線