物理能量转换世界 七彩光学pdf

物理能量转换世界 七彩光学 内容简介

《物理能量转换世界：七彩光学》从光源体的种类、光能的特征、光能的开发及应用、奇妙的光学现象等方面，以图文相结合的表述方式，为青少年读者们展示了光的神奇、光与人类生活的关系，是一本不可多得的、极好的科普读物。

物理能量转换世界 七彩光学 目录

带你进入光的世界

光和光的折射

光可以分几类

色散发现史及定义

身手敏捷的光速

揭开光压的面纱

光波的组成要素

什么是冰洲石

什么是偏振光波

一光年有多长

圭表及其用途

日晷及其用途

中国古代透镜之争

x射线的发现

望远镜诞生史

最早的显微镜

测量光速第一人

微粒与波的争议

著名的光学实验

自然界中的光

日食及其拍摄

天空为什么是蓝色的

充满诗意的彩虹

物体有颜色的原因

会发光的萤火虫

千古之宝夜明珠

鬼火真是鬼魂吗

有趣的发光鱼奇观

有“探照灯”的鱼

蠕虫释放“炸弹”避天敌

生活中存在的光

引导潮流的光学鼠标

光驱的工作原理

太阳灶是怎样炼成的

迷人的汽油假象美

日光浴的注意事项

美丽的鲜花也会暗淡

报警器的颜色

人是怎样看清物体的

日光灯的发光原理

太阳能的利用

太阳能产品介绍

解密光学玻璃

不寻常的线光纤

军事中应用的光

军用望远镜中应用的光

红外线的军事妙用

百用之光——激光

美国机载激光武器

阿基米德巧布镜阵

让人自由观察的潜望镜

虚拟潜望镜系统

医学中应用的光

医疗必备无影灯

胃病患者的福音——胃镜

医用激光救死扶伤

激光仪能治疗近视

解读眼视光学的秘密

远红外线的治疗作用

美丽不伤身的光子脱毛

青春永驻的光子嫩肤

走在光学前沿的人

最伟大的科学家牛顿

自然科学之父伽利略

恒星天文学鼻祖赫歇尔

理论物理学家爱因斯坦

中国光学先驱赵友钦

天体物理学家开普勒

法国科学家笛卡儿

光学研究者惠更斯

波动光学研究者菲涅耳

实验物理学家伦琴

诺贝尔奖获得者李普曼

印度物理学家拉曼

可怕的光污染

常见的人工白昼污染

可怕的彩光污染

逐年增加的视觉污染

伤害较大的激光污染

经常遇见的紫外线污染

上班族的克星——电脑辐射

物理能量转换世界 七彩光学 精彩文摘

带你进入光的世界光的世界是奇妙而有趣的，确切地说，光是一种人类肉眼可以看到的电磁波，它可以在真空、空气和水等一切透明的介质中传播。人们日常接触的光也比较多，如阳光，白炽灯光，荧光灯管、激光器、萤火虫的光等等。

光和光的折射科学表明，光是地球生命的来源之一；光是人类生活的重要依据；光是人类认识外部世界的工具；光是信息的理想载体和传播媒质。那么，光到底是什么呢？狭义上，光是一种人类眼睛可以见到的电磁波，我们称之为可见光谱。科学上，光是指所有的电磁波谱。简单地说，光是由一种称为光子的基本粒子组成的，具有粒子性与波动性。

有实验证明，光就是电磁辐射，这部分电磁波的波长范围约在红光的0．77微米到紫光的0．39微米之间。波长在0．77～l000微米之间的电磁波统称为“红外线”。在0．39—0．04微米之间的统称为“紫外线”。人的眼睛是看不见红外线和紫外线的，但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以，在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至x射线均被认为是光，而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。

科学实验表明，光具有波粒二象性，既可把光看作是一种频率很高的电磁波，也可把光看成是一个粒子，即光量子，简称光子。
一般情况下，光由许多光子组成，在荧光（普通的太阳光、灯光、烛光等）中，光子与光子之间，毫无关联，即它们的波长不一样、相位不一样，偏振方向不一样、传播方向不一样，就像是一支无组织、无纪律的光子部队，各光子都是散兵游勇，不能做到行动一致。当光反射时，反射角等于入射角，在同一平面，位于法线两边，且光路具有可逆性。

对人类来说，光的最大规模的反射现象，发生在月球上。我们知道，月球本身是不发光的，它只是反射太阳的光而已。相传记载夏、商、周三代史实的《书经》中就提起过这件事。可见那个时候，人们就已有了光的反射观念。战国时的著作《周髀》就明确指出：“日兆月，月光乃生，成明月。”西汉时人们干脆说“月如镜体”，可见对光的反射现象有了深一层的认识。《墨经》里专门记载一个光的反射实验：以镜子把日光反射到人体上，可使人体的影子处于人体和太阳之间。这不但是演示了光的反射现象，而且很可能是以此解释月食的成因。

我们知道，当光线从一种介质斜射入另一种介质中时，会产生折射现象。

如果射入的介质密度大于原本光线所在介质密度，则折射角小于入射角。反之，则折射角大于入射角。若入射角为零，则无论如何，折射角为零，不产生折射。但光折射还在同种不均匀介质中产生，理论上可以从一个方向射人不产生折射，但因为分不清界线且一般分好几个层次，又不是平面，故无论如何看都会产生折射现象。

比如，鱼儿在清澈的水中游动，可以看得很清楚。但是，沿着你看见鱼的方向去叉它，你肯定是叉不到的。有经验的渔民会告诉你，只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到，鱼叉叉向的是鱼的实像。从上面看水、玻璃等透明介质中的物体，会感到物体的位置比实际位置高一些，这是光的折射现象引起的。

由于光的折射，池水看起来比实际的浅。所以，当你站在岸边，看见清澈见底，深不过腰的水时，千万不要贸然下去，以免因为对水深估计错误，发生危险。

知识点介质简单地说，介质是指能够传播媒体的载体。一种物质存在于另一种物质内部时，后者就是前者的介质；某些波状运动，如声波、光波中，则称传播的物质为这些波状运动的介质。媒体包括各种文件、数据等，泛指一切可以用电子信号存储的东西。介质亦称媒质。一般地说，它是物理系统在其间存在或物理过程（如力和能量的传递，光和声的传播等）在其间进行的物质。

延伸阅读光起源的两则传说《圣经·十诫》中有一个故事是关于光的起源的：“起初，神创造天地。

地是空虚混沌的，天是黑暗的，神运行在水面上。神说要有光，就有了光，神看光是好的，就把光和暗分开了。神称光为昼，称暗为夜。有黑夜，有白昼，这是头一日。”这是古犹太人讲的故事，借着《圣经》一路流传下来，流传了几千年。另外有一个故事，也是关于光的起源的，广泛流传于住在北极圈的因纽特人中。他们说世界刚形成的时候，有一只乌鸦在寻找啄食掉落在地上的豆子，它找啊找，找得很辛苦，心里便想：“这世界上如果有光，可以看得到地面上的豆子，那啄食起来可就简单多了。”乌鸦很认真地想啊想，结果世界就真的有了光亮。

光无时无刻不伴随我们芹右．灯光、太阳光、星光以及动物本身发出的光，如萤火虫等。在开始进行光的分类之前，首先了解一下光源的含义。自身能够发光的物体称为光源。而科学家们又将光源分冷光源和热光源。

那么什么是冷光源呢？冷光源是指发光不发热（或发很低温度的热）的光源，如萤火虫等。反之，热光源就是指发光发热（必须是发较高温度的热）的光源，如太阳等。

其实，在某些时候，光源也可以分为以下3种：第一种，热效应产生的光，太阳光就是很好的例子。此外，蜡烛等物品也都一样。

此类光随着温度的变化会改变颜色。

第二种，原子发光，荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光，此外霓虹灯的原理也是一样。原子发光具有独自的基本色彩，所以，拍摄彩照时我们需要进行相应的补正。

第三种，原子炉发光，这种光携带有强大的能量，但是我们在日常生活中几乎没有接触到这种光的机会。