高中物理光学在生活中的具体应用

    孙越东

    摘要：在高中教学中物理学科占有非常重要的地位。光学是物理学中重要的组成部分之一，在实际生活中的应用非常广泛。光包含很多具体的内容，在实际生活中扮演着不同的角色。通过对高中物理光学的学习，学生能够对生活中出现的一些常见的光学现象进行理解，并且进行有效的应用，促进学生物理水平的有效提高，从而促使学生今后更好的发展。本文以人教版教材为例，在高中物理光学知识理论基础上，对光学在实际生活中的具体应用情况进行探索。

    关键词：高中物理;光学;实际生活

    中图分类号：G633.7? ?文献标识码：A? ?文章编号：1992-7711（2020）01-0159

    学生学习的很多知识都是从实际生活中得来的，物理知识也不例外。高中物理是一门具有较强抽象性的学科，知识内容非常抽象，很多情况下学生并不能很好地对物理知识进行理解。光学知识在实际生活中的应用非常广泛，很多随处可见的生活现象都蕴含着光学知识，通过对光学知识的熟练应用能够对生活中一些特殊现象进行理解与分析，促进学生对光学知识的良好掌握。

    物理知识与实际生活密不可分，因此生活中的很多现象能够通过光学知识进行解释。比如最为著名的光学现象就是“海市蜃楼”，产生这一特殊现象的原因就是物理光學原理中光的折射与反射，从而在天空中所形成的一种虚像;人们的交通工具车，车两边的反光镜则是应用光学的特殊成像规律;实验过程中应用的实验仪器显微镜等则是应用光学原理制作而成的。这一系列光学知识的良好应用，都标志着高中物理光学知识充斥着人们工作与生活的方方面面，使人们的生产生活更便捷。因此，学生在进行光学知识的学习时要充分将理论知识与生活实际现象相结合，对生活中的光学现象进行留心观察，从而促进学生对高中物理光学知识的有效掌握。

    一、彩虹

    雨过天晴之后，天空中时常会出现美丽的彩虹，这一生活现象的原理可以从人教版教材中“光的折射”一节内容中认识到。结合之前已经学习过的物理知识可以得出，太阳光与其他光线不同，属于复合光，是由多种不同颜色的光线融合成的一种特殊光束，在平常的情况下，太阳光能够直接的摄入人们的眼中，呈现出白色可见光的状态，这样就看不到其他颜色的光束，但是在刚下过雨的情况下，大气层中会漂浮着很多小水滴，当太阳光依旧通过大气层到达地面时，在大气层中发生了偏差，当太阳光照射到大气层中悬浮的小水滴时，由于入射角的不同，使得反射角度也呈现出不同。与此同时，光线在空气与水滴之间来回折射，使得水滴呈现出三棱镜的作用，将太阳光进行发散，从而造成了彩虹的形成。在高中物理课堂中，教师可以将彩虹作为光的折射这一章节内容的切入点，使用三棱镜向学生详细讲解彩虹的形成过程，能够较大程度上促进学生对光的折射物理原理的理解与掌握。

    二、海市蜃楼

    海市蜃楼通常情况下出现在沙漠或海边，究其原因主要有两点：气温和光学条件。以沙漠海市蜃楼为例，结合人教版高中物理中的光学原理可以理解为，夏季温度比较高，沙子受到日照的时间也比较长，并且沙子的比热容比空气高，所以沙漠的地表温度能够得到持续上升，并且因为空气的导热性能比较低，在沙子与空气之间就形成了“空气层”，空气层的产生使得越接近沙子温度越高;越上层的空气温度越低，密度随着高度的增加而逐渐降低。因此，当空气照射沙漠时，在经过由导热性能不同而产生的空气层时，太阳光会出现折射现象，从而将远处的景象透射到沙漠中，由此形成海市蜃楼。海市蜃楼光学物理现象由来已久，在《史记》等多本古籍中都有对海市蜃楼的记载，在古代人们更多地认为海市蜃楼是神仙的居住场所，虽然随着社会的不断进步，人们已经逐渐了解了海市蜃楼的成像原理，但以海市蜃楼出名的蓬莱岛等多处旅游景点，每年仍旧能够吸引大批的游客前来观赏。

    三、宇宙膨胀论

    在高中物理学习过程中关于宇宙有一个著名的学说，为宇宙膨胀说。这一学说的主要思想观点为地球周边的很多星球随着时间的推移正在不断地远离地球，宇宙处于不断膨胀的过程中。其中支撑宇宙膨胀说的一个重要的理论依据就是光谱数据。在实际生活中，随着发生物体的不断接近，声音在不断地增大，例如远处驶来的汽车，人们通过的声音就是不断增高的，这种现象原理为声波的多普勒效应。声音和光在本质上都可以看做一种波，因此多普勒效应原理同样可以运用于光的传播过程中。在宇宙中除了太阳之外，还存在着很多发光天体，假设这些天体之间的距离是恒定的，那么地球所接受的光波频率应该与其他天体的发射频率一致，如若距离拉大，二者的光波频率就会出现差异。在科学家不断探索的过程中由光谱数据可以看出，发光天体与地球之间的距离确实正在不断地拉大，这也为宇宙膨胀说提供了重要的理论依据。

    总之，在高中物理光学教学活动中，教师要充分结合学生的实际学习情况，应用生活中的物理光学现象对光学知识进行详细的讲解，从而促进学生对高中物理光学知识的理解与掌握，从而帮助学生树立正确的学习习惯与学习意识，促进学生物理水平的显著提高，推进学生今后更好的发展。

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    （作者单位：内蒙古师范大学附属中学? 010010）