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​光的直线传播

光的直线传播是光在同一均匀介质中的直线传播,通常简称为光的直线传播。它是几何光学的重要基础,可以简洁地解决成像问题。人眼根据光的直线传播来确定物体或图像的位置,这是物理光学的一部分。

目录

原理

能自己发光的物体叫做光源。它分为两种,一种是自然光源,比如太阳、萤火虫等;另一种是人工光源,如发光电灯、点燃的蜡烛(烛焰)

月亮不是光源。月亮靠太阳的反射而发光。火星也不是光源。

通过对光线的长期观察发现,在茂密的森林中沿着树叶之间的缝隙照射到地面上的光线形成了射线状的光束,通过小窗进入屋内的太阳光也是如此。大量的观察事实使人们认识到光是沿着直线传播的。为了证明光的这一特性,大约24500年前,中国杰出的科学家翟墨和他的学生完成了世界 的第一个小孔形成倒像的实验,并发现和解释了小孔形成倒像的原理。虽然他说的不是成像而是形成阴影,但道理是一样的。

黑暗小屋的朝阳墙上开了一个小洞人站在屋外对着洞口,房间里对面的墙上出现了一个倒影。为什么会有这种奇怪的现象?墨家解释说,光通过一个小孔直线传播,就像射箭一样一个人 一个人的头遮住了上面的光,形成了下面的阴影,而另一个人 的脚遮住下面的光,形成倒挂的阴影。这是对光的直线传播的第一个科学解释。

种类

点光源

点光源是一种理想化的粒子,向各个方向发射光线点光源是一个抽象的物理概念为了简化物理问题的研究,。就像光滑平面粒子无线光源的空气阻力一样,点光源在现实中是不存在的,点光源是指从一个点向周围空间均匀发光的光源。

线光源

线光源是指通过特殊设计的光学透镜组输出一个狭长的紫外波段,以满足封边印刷等领域的生产需要的发光方式。

面光源

面光源是指光发射的方式与led点光源和普通灯光源相比,现有的面光源,如平面光源,led面光源具有柔和的光发射、不伤眼、省电、自然光是未来光源产品发展的重要方向。

性质

为了表示光的传播,我们通常用一条带箭头的直线来表示光的轨迹和方向。这样的直线叫做光

光在同一均匀介质中沿直线传播。

光的线性传播在中国古代天文历法中已被广泛使用。我们的祖先制作了手表和日晷,测量影子的长度和方向来确定时间、冬至点、夏至点;在天文仪器上安装窥视孔,观察天空,测量星星的位置。

此外,我国早就利用光的这一特性发明了皮影戏。汉初,齐少翁以纸裁之、事在幕后,人在灯照、物体的影像反映在白色屏幕上,屏幕外的人可以看到影像的表现。皮影戏在宋代一直流行到 年,后来传到西方,引起轰动。

历史沿革

小孔成像小孔成像

14世纪中期,元代天文数学家赵有勤在他的《革象新书》一书中进一步考察了太阳光穿过墙上的小孔所形成的像与小孔的关系。他发现,当毛孔相当小时,即使毛孔的形状不是圆形,但获得的图像都是圆形的;日食的时候,影像也是缺失的,和日食是一样的;洞的大小不一样,但像的大小一样,只是浓淡不一样;如果将图像屏幕移近光圈,获得的图像会变小,亮度会增加。对于这种现象,赵友琴经过认真思考和研究,得出了针孔成像定律。他认为当洞相当小时,无论洞的形状如何,都像是光源的倒影此时,孔洞的大小只与图像的亮度有关,并不改变图像的形状。当孔相当大时,小孔成像示意图。有时,获得的图像是孔的直立图像。

应用领域

人造光源

太阳给人类光和热,是人类不可缺少的光源。但由于地球的自转,形成了白天和黑夜。每个夜晚,黑暗笼罩大地。生活在古代的人类祖先对夜晚无能为力。黑暗给人恐怖、那种可恨的感觉,直到今天,黑暗依然被用来形容邪恶。我不 不知道过了多少世纪,人类才发现火也能提供光和热。一开始用的是自然火,后来发明了人工摩擦生火。人工摩擦生火的发明是人类历史上划时代的进步“人第一次支配了一种自然力,最终把人从动物界中分离出来”生活在50万年前的北京人已经知道如何使用自然火,而大约在几万年前,人类就学会了用钻木的方法制造人工火。在很长一段时间里,火是人们唯一可以使用的人造光源,然后人们创造了油灯、蜡烛,但仍然离不开火,直到近代电灯的发明取代了火。

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