天天科普|光的直线传播、折射和反射,让大自然美得令人敬畏

蓝天白云、夕阳西下、浩瀚大海,大自然美得令人敬畏。天空是什么颜色?大海为什么是蓝色?这些美丽的密码藏在光中,光在同种均匀介质中沿直线传播,当光从一种介质进入另一种介质时,会发生折射和反射现象。

当入射光线垂直界面入射时,反射角和折射角都是0°;非垂直入射时,反射角与入射角相等且在同一平面内。当光由光疏介质射向光密介质时,折射角小于入射角,当光由光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角。

武汉科技馆光展厅(光的直线传播,折射和反射)

上图中这个展品叫做光的直线传播、折射和反射。(按下按钮,启动灯光)可以观察光的直线传播、折射和反射现象。光在同种均匀介质中是沿直线传播的。而当光从光疏介质进入光密介质时,发生光的折射,其中入射角大于折射角,(若由光密介质进入光疏介质,则折射角大于入射角)。非垂直入射时,反射角与入射角相等,且在同一平面内,称为反射。

天空是什么颜色?

这个展品主要是由模拟的地球大气环境模型、装置灯光的太阳模型、操作装置及展台构成。地球大气环境模型中设置代表大气分子、尘埃颗粒等的液态胶体,其上方装置两组位于不同角度的太阳模型,通过展台参与位置的“白天”和“早晚”按钮,可分别启动太阳模型往不同的地点运动,模拟太阳光白天直射地表和早晚斜射地表的状态。当灯光从不同角度入射代表大气层的液态胶体后到达地表时,由于透过大气层的色光不同,因而使天空呈现出不同的颜色,如太阳光直射地表时天空呈现蓝色,太阳光斜射地表时,由于仅有波长长的红光到达地表,因而使天空呈现红色。展品每组灯光点亮后延时30秒自动熄灭。

大海为什么是蓝色?

光通过介质时,光的部分能量被介质吸收而转变成介质的内能,使得光的强度随着光穿过的厚度而衰减的现象称为光的吸收。若某种介质在一定波长范围内,对光的吸收程度很小,并且随波长变化不大,这种吸收称为一般吸收;若某种介质对某些波长的光的吸收特别强烈,且随波长变化也很大,这种吸收称为选择吸收。水具有吸收波长长的光的特性,所以太阳光射到海水上时,海水对波长较长的红、黄色光进行选择吸收,而对波长较短的蓝、青色光强烈散射、反射,因而海水看起来呈蓝色。深度越深的地方,光被吸收得越多,海水颜色越暗。

【编辑:叶凤】


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