高中物理光學(xué)在生活中的具體應(yīng)用

孫越東

學(xué)生學(xué)習(xí)的很多知識都是從實(shí)際生活中得來的，物理知識也不例外。高中物理是一門具有較強(qiáng)抽象性的學(xué)科，知識內(nèi)容非常抽象，很多情況下學(xué)生并不能很好地對物理知識進(jìn)行理解。光學(xué)知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用非常廣泛，很多隨處可見的生活現(xiàn)象都蘊(yùn)含著光學(xué)知識，通過對光學(xué)知識的熟練應(yīng)用能夠?qū)ι钪幸恍┨厥猬F(xiàn)象進(jìn)行理解與分析，促進(jìn)學(xué)生對光學(xué)知識的良好掌握。

物理知識與實(shí)際生活密不可分，因此生活中的很多現(xiàn)象能夠通過光學(xué)知識進(jìn)行解釋。比如最為著名的光學(xué)現(xiàn)象就是“海市蜃樓”，產(chǎn)生這一特殊現(xiàn)象的原因就是物理光學(xué)原理中光的折射與反射，從而在天空中所形成的一種虛像；人們的交通工具車，車兩邊的反光鏡則是應(yīng)用光學(xué)的特殊成像規(guī)律；實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)儀器顯微鏡等則是應(yīng)用光學(xué)原理制作而成的。這一系列光學(xué)知識的良好應(yīng)用，都標(biāo)志著高中物理光學(xué)知識充斥著人們工作與生活的方方面面，使人們的生產(chǎn)生活更便捷。因此，學(xué)生在進(jìn)行光學(xué)知識的學(xué)習(xí)時(shí)要充分將理論知識與生活實(shí)際現(xiàn)象相結(jié)合，對生活中的光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行留心觀察，從而促進(jìn)學(xué)生對高中物理光學(xué)知識的有效掌握。

一、彩虹

雨過天晴之后，天空中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹，這一生活現(xiàn)象的原理可以從人教版教材中“光的折射”一節(jié)內(nèi)容中認(rèn)識到。結(jié)合之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過的物理知識可以得出，太陽光與其他光線不同，屬于復(fù)合光，是由多種不同顏色的光線融合成的一種特殊光束，在平常的情況下，太陽光能夠直接的攝入人們的眼中，呈現(xiàn)出白色可見光的狀態(tài)，這樣就看不到其他顏色的光束，但是在剛下過雨的情況下，大氣層中會(huì)漂浮著很多小水滴，當(dāng)太陽光依舊通過大氣層到達(dá)地面時(shí)，在大氣層中發(fā)生了偏差，當(dāng)太陽光照射到大氣層中懸浮的小水滴時(shí)，由于入射角的不同，使得反射角度也呈現(xiàn)出不同。與此同時(shí)，光線在空氣與水滴之間來回折射，使得水滴呈現(xiàn)出三棱鏡的作用，將太陽光進(jìn)行發(fā)散，從而造成了彩虹的形成。在高中物理課堂中，教師可以將彩虹作為光的折射這一章節(jié)內(nèi)容的切入點(diǎn)，使用三棱鏡向?qū)W生詳細(xì)講解彩虹的形成過程，能夠較大程度上促進(jìn)學(xué)生對光的折射物理原理的理解與掌握。

二、海市蜃樓

海市蜃樓通常情況下出現(xiàn)在沙漠或海邊，究其原因主要有兩點(diǎn)：氣溫和光學(xué)條件。以沙漠海市蜃樓為例，結(jié)合人教版高中物理中的光學(xué)原理可以理解為，夏季溫度比較高，沙子受到日照的時(shí)間也比較長，并且沙子的比熱容比空氣高，所以沙漠的地表溫度能夠得到持續(xù)上升，并且因?yàn)榭諝獾膶?dǎo)熱性能比較低，在沙子與空氣之間就形成了“空氣層”，空氣層的產(chǎn)生使得越接近沙子溫度越高；越上層的空氣溫度越低，密度隨著高度的增加而逐漸降低。因此，當(dāng)空氣照射沙漠時(shí)，在經(jīng)過由導(dǎo)熱性能不同而產(chǎn)生的空氣層時(shí)，太陽光會(huì)出現(xiàn)折射現(xiàn)象，從而將遠(yuǎn)處的景象透射到沙漠中，由此形成海市蜃樓。海市蜃樓光學(xué)物理現(xiàn)象由來已久，在《史記》等多本古籍中都有對海市蜃樓的記載，在古代人們更多地認(rèn)為海市蜃樓是神仙的居住場所，雖然隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們已經(jīng)逐漸了解了海市蜃樓的成像原理，但以海市蜃樓出名的蓬萊島等多處旅游景點(diǎn)，每年仍舊能夠吸引大批的游客前來觀賞。

三、宇宙膨脹論

在高中物理學(xué)習(xí)過程中關(guān)于宇宙有一個(gè)著名的學(xué)說，為宇宙膨脹說。這一學(xué)說的主要思想觀點(diǎn)為地球周邊的很多星球隨著時(shí)間的推移正在不斷地遠(yuǎn)離地球，宇宙處于不斷膨脹的過程中。其中支撐宇宙膨脹說的一個(gè)重要的理論依據(jù)就是光譜數(shù)據(jù)。在實(shí)際生活中，隨著發(fā)生物體的不斷接近，聲音在不斷地增大，例如遠(yuǎn)處駛來的汽車，人們通過的聲音就是不斷增高的，這種現(xiàn)象原理為聲波的多普勒效應(yīng)。聲音和光在本質(zhì)上都可以看做一種波，因此多普勒效應(yīng)原理同樣可以運(yùn)用于光的傳播過程中。在宇宙中除了太陽之外，還存在著很多發(fā)光天體，假設(shè)這些天體之間的距離是恒定的，那么地球所接受的光波頻率應(yīng)該與其他天體的發(fā)射頻率一致，如若距離拉大，二者的光波頻率就會(huì)出現(xiàn)差異。在科學(xué)家不斷探索的過程中由光譜數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)光天體與地球之間的距離確實(shí)正在不斷地拉大，這也為宇宙膨脹說提供了重要的理論依據(jù)。

總之，在高中物理光學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，教師要充分結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，應(yīng)用生活中的物理光學(xué)現(xiàn)象對光學(xué)知識進(jìn)行詳細(xì)的講解，從而促進(jìn)學(xué)生對高中物理光學(xué)知識的理解與掌握，從而幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)意識，促進(jìn)學(xué)生物理水平的顯著提高，推進(jìn)學(xué)生今后更好的發(fā)展。