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光的直线传播原理及应用

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。本章节就由木槿老师带大家探究光的直线传播原理及应用。

1、什么是光的直线传播

光的直线传播

光在同种均匀介质中沿直线传播,通常简称光的直线传播。

2、光的直线传播原理

自身能够发光的物体叫做光源。它分为两种,一种是自然光源,如太阳、萤火虫等;另一种是人造光源,如发光的电灯、点燃的蜡烛(烛焰)。

月亮不是光源。月亮依靠太阳的光反射而发光。火星也不是光源。

通过对光的长期观察,人们发现了沿着密林树叶间隙射到地面的光线形成射线状的光束,从小窗中进入屋里的日光也是这样。大量的观察事实,使人们认识到光是沿直线传播的。为了证明光的这一性质,大约二千四五百年前我国杰出的科学家墨翟和他的学生完成了世界上第一个小孔成倒像的实验,发现并解释了小孔成倒像的原理。虽然他讲的并不是成像而是成影,但是道理是一样的。

在一间黑暗的小屋朝阳的墙上开一个小孔,人对着小孔站在屋外,屋里相对的墙上就出现了一个倒立的人影。为什么会有这奇怪的现象呢?墨家解释说,光穿过小孔如射箭一样,是直线行进的,人的头部遮住了上面的光,成影在下边,人的足部遮住了下面的光,成影在上边,就形成了倒立的影。这是对光直线传播的第一次科学解释。

3、光的直线传播的应用

人造光源

太阳给人类以光和热,这是人类不可缺少的光源。但是由于地球的自转,形成了白昼和黑夜。

每到晚上,黑暗就笼罩着大地。生活在远古的人类祖先,对黑夜是无能为力的。黑暗给人们以可怕、可恶的感觉,直到今天黑暗仍为人们用来形容邪恶。

不知经历了多少个世纪,人类才发现火也能提供光和热。开始是使用天然火,以后又发明了人工摩擦取火。人工摩擦取火的发明是人类历史的一个划时代进步,它“第一次使人支配了一种自然力,从而最终把人同动物界分开”。生活在五十万年以前的北京猿人就已经懂得使用天然火,大约在几万年前人类又学会了用钻木的方法人工取火。

火在长时期里一直是人们唯一可以利用的人造光源,后来人们创造了油灯、蜡烛,但还是离不开火,一直到近代发明了电灯才取代了火。

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