初二物理——光的折射

初二物理:光的折射~

光，是每个人见得最多的东西(“见得最多”在这里用得真是一点也不错)。自古以来，它就被理所当然地认为是这个宇宙最原始的事物之一。在远古的神话中，往往是“一道亮光”劈开了混沌和黑暗，于是世界开始了运转。光在人们的心目中，永远代表着生命，活力和希望。在《圣经》里，神要创造世界，首先要创造的就是光，可见它在这个宇宙中所占的独一无二的地位。

可是，光究竟是一种什么东西？或者，它究竟是不是一种“东西”呢？

远古时候的人们似乎是不把光作为一种实在的事物的，光亮与黑暗，在他们看来只是一种环境的不同罢了。只有到了古希腊，科学家们才开始好好地注意起光的问题来。有一样事情是肯定的：我们之所以能够看见东西，那是因为光在其中作用的结果。人们于是猜想，光是一种从我们的眼睛里发射出去的东西，当它到达某样事物的时候，这样事物就被我们所“看见”了。比如恩培多克勒(Empedocles)就认为世界是由水、火、气、土四大元素组成的，而人的眼睛是女神阿芙罗狄忒(Aphrodite)用火点燃的，当火元素(也就是光。古时候往往光、火不分)从人的眼睛里喷出到达物体时，我们就得以看见事物。

但显而易见，这种解释是不够的。它可以说明为什么我们睁着眼可以看见，而闭上眼睛就不行；但它解释不了为什么在暗的地方，我们即使睁着眼睛也看不见东西。为了解决这个困难，人们引进了复杂得多的假设。比如认为有三种不同的光，分别来源于眼睛，被看到的物体和光源，而视觉是三者综合作用的结果。

这种假设无疑是太复杂了。到了罗马时代，伟大的学者卢克莱修(Lucretius)在其不朽著作《物性论》中提出，光是从光源直接到达人的眼睛的，但是他的观点却始终不为人们所接受。对光成像的正确认识直到公元1000年左右才被一个波斯的科学家阿尔?哈桑(al-Haytham)所提出：原来我们之所以能够看到物体，只是由于光从物体上反射到我们眼睛里的结果。他提出了许多证据来证明这一点，其中最有力的就是小孔成像的实验，当我们亲眼看到光通过小孔后成了一个倒立的像，我们就无可怀疑这一说法的正确性了。

关于光的一些性质，人们也很早就开始研究了。基于光总是走直线的假定，欧几里德(Euclid)在《反射光学》(Catoptrica)一书里面就研究了光的反射问题。托勒密(Ptolemy)、哈桑和开普勒(Johannes Kepler)都对光的折射作了研究，而荷兰物理学家斯涅耳(W.Snell)则在他们的工作基础上于1621年总结出了光的折射定律。最后，光的种种性质终于被有“业余数学之王”之称的费尔马(Pierre de Fermat)所归结为一个简单的法则，那就是“光总是走最短的路线”。光学终于作为一门物理学科被正式确立起来。

但是，当人们已经对光的种种行为了如指掌的时候，却依然有一个最基本的问题没有得到解决，那就是：“光在本质上到底是一种什么东西？”这个问题看起来似乎并没有那么难回答，但人们大概不会想到，对于这个问题的探究居然会那样地旷日持久，而这一探索的过程，对物理学的影响竟然会是那么地深远和重大，其意义超过当时任何一个人的想象。

古希腊时代的人们总是倾向于把光看成是一种非常细小的粒子流，换句话说光是由一粒粒非常小的“光原子”所组成的。这种观点一方面十分符合当时流行的元素说，另外一方面，当时的人们除了粒子之外对别的物质形式也了解得不是太多。这种理论，我们把它称之为光的“微粒说”。微粒说从直观上看来是很有道理的，首先它就可以很好地解释为什么光总是沿着直线前进，为什么会严格而经典地反射，甚至折射现象也可以由粒子流在不同介质里的速度变化而得到解释。但是粒子说也有一些显而易见的困难：比如人们当时很难说清为什么两道光束相互碰撞的时候不会互相弹开，人们也无法得知，这些细小的光粒子在点上灯火之前是隐藏在何处的，它们的数量是不是可以无限多，等等。

当黑暗的中世纪过去之后，人们对自然世界有了进一步的认识。波动现象被深入地了解和研究，声音是一种波动的认识也逐渐为人们所接受。人们开始怀疑：既然声音是一种波，为什么光不能够也是波呢？十七世纪初，笛卡儿(Des Cartes)在他《方法论》的三个附录之一《折光学》中率先提出了这样的可能：光是一种压力，在媒质里传播。不久后，意大利的一位数学教授格里马第(Francesco Maria Grimaldi)做了一个实验，他让一束光穿过两个小孔后照到暗室里的屏幕上，发现在投影的边缘有一种明暗条纹的图像。格里马第马上联想起了水波的衍射(这个大家在中学物理的插图上应该都见过)，于是提出：光可能是一种类似水波的波动，这就是最早的光波动说。

波动说认为，光不是一种物质粒子，而是由于介质的振动而产生的一种波。我们想象一下水波，它不是一种实际的传递，而是沿途的水面上下振动的结果。光的波动说容易解释投影里的明暗条纹，也容易解释光束可以互相穿过互不干扰。关于直线传播和反射的问题，人们很快就认识到光的波长是很短的，在大多数情况下，光的行为就犹同经典粒子一样。而衍射实验则更加证明了这一点。但是波动说有一个基本的难题，那就是任何波动都需要有介质才能够传递，比如声音，在真空里就无法传播。而光则不然，它似乎不需要任何媒介就可以任意地前进。举一个简单的例子，星光可以穿过几乎虚无一物的太空来到地球，这对波动说显然是非常不利的。但是波动说巧妙地摆脱了这个难题：它假设了一种看不见摸不着的介质来实现光的传播，这种介质有一个十分响亮而让人印象深刻的名字，叫做“以太”(Aether)。

就在这样一种奇妙的气氛中，光的波动说登上了历史舞台。我们很快就会看到，这个新生力量似乎是微粒说的前世冤家，它命中注定要与后者开展一场长达数个世纪之久的战争。他们两个的命运始终互相纠缠在一起，如果没有了对方，谁也不能说自己还是完整的。到了后来，他们简直就是为了对手而存在着。这出精彩的戏剧从一开始的伏笔，经过两个起落，到达令人眼花缭乱的高潮。而最后绝妙的结局则更让我们相信，他们的对话几乎是一种可遇而不可求的缘分。17世纪中期，正是科学的黎明到来之前那最后的黑暗，谁也无法预见这两朵小火花即将要引发一场熊熊大火。

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饭后闲话：说说“以太”(Aether)。

正如我们在上面所看到的，以太最初是作为光波媒介的假设而提出的。但“以太”一词的由来则早在古希腊：亚里士多德在《论天》一书里阐述了他对天体的认识。他认为日月星辰围绕着地球运转，但其组成却不同与地上的四大元素水火气土。天上的事物应该是完美无缺的，它们只能由一种更为纯洁的元素所构成，这就是亚里士多德所谓的“第五元素”--以太(希腊文的αηθηρ)。而自从这个概念被借用到科学里来之后，以太在历史上的地位可以说是相当微妙的，一方面，它曾经扮演过如此重要的角色，以致成为整个物理学的基础；另一方面，当它荣耀不再时，也曾受尽嘲笑。虽然它不甘心地再三挣扎，改换头面，赋予自己新的意义，却仍然逃不了最终被抛弃的命运，甚至有段时间几乎成了伪科学的专用词。但无论怎样，以太的概念在科学史上还是占有它的地位的，它曾经代表的光媒以及绝对参考系，虽然已经退出了舞台，但直到今天，仍然能够唤起我们对那段黄金岁月的怀念。它就像是一张泛黄的照片，记载了一个贵族光荣的过去。今天，以太(Ether)作为另外一种概念用来命名一种网络协议(Ethernet)，看到这个词的时候，是不是也每每生出几许慨叹？

向以太致敬。

一、摄影师给某站立不动的人拍了一张正规的半身像，又用同一相机照了该人一张正规的全身像，那么，摄影师向（ 后）移动，镜头向（内）移动。
二、小乐用放大镜看指纹时，要使指纹的像扩大，应该（B眼睛和手指不动，放大镜离手指稍远）
A眼睛和手指不动，放大镜离手指稍近
B..............，.............远
C放大镜和手指不动，眼睛离放大镜稍近
D................................远

三种情况，见图

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贡嘎县15652532351： 初二上物理光的折射的特点是什么? - ？
桐怕氢化： 1、折射光线和入射光线分居法线两侧 2、折射光线、入射光线、法线在同一平面内. 3、当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角 4、当光线从其他透明介质射入空气时,折射角大于入射角. 折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小).

贡嘎县15652532351： 初二物理光的折射的定义 - ？
桐怕氢化：[答案] 反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角 . 可归纳为:“三线... 当光线从其他介质射入空气时,则入射角小于折射角. 光垂直入射时,传播方向不变,但光速改变. 在光的折射中,光路是可...

贡嘎县15652532351： 物理初二上光的折射的特点是什么? - ？
桐怕氢化：[答案] 光的折射特点:1.折射角小于入射角 2.向厚的一方偏折 3.空大(在空气一边大) 我根据自己笔记所整理出的,很实用.望采纳

贡嘎县15652532351： 初中科学有关光的折射的概念 - ？
桐怕氢化： 这貌似是初中物理概念 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方抄向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折.特性:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是2113反射光返回原介质中5261,而折射光线则进入到另一种介质中.由于光在在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变4102化,这就是光的折射.在折射现象中,光路可逆.注意:在两种介质的分界处,不会发生折射,但是发生反射.反射光线光速与入1653射光线相同 ,折射光线光速与入射光线不相同.

贡嘎县15652532351： 初二物理关于光的知识点,反射和折射的 - ？
桐怕氢化： [光的反射]1 光源:(能够)发光的物体叫光源.2 1878年美国的爱迪生发明了白炽灯3 光线:表示光的传播方向的直线叫光线.4 光的传播规律:光在同一均匀透明介质中沿直线传播.5 光速:3*100000千米/秒. 在水中传播速度是这...

贡嘎县15652532351： 初二物理光的折射 - ？
桐怕氢化： 如果光从速度大的介质进入速度小的介质,折射角就小于入射角.如果从速度小的介质进入速度大的介质,折射角就大于入射角.初中的话,一般考从空气到水、水到空气,或空气到玻璃,玻璃到空气.总之记得,空气中的那根光线与法线的夹角大.如果是水到玻璃、玻璃到水,那就是水中那条光线和法线的夹角大.

贡嘎县15652532351： 初二物理光的折射.垂直入射时,折射角和入射角都等于( ). 求解 - ？
桐怕氢化：[答案] 0度,入射光线,反射光线和折射光线都与法线重合,所以夹角为0.

贡嘎县15652532351： 初二一道物理题 光的折射利用玻璃砖(其他器材自已选择),如何操作可观察到“折射光路是可逆的'?简要写出你的做法 - ？
桐怕氢化：[答案] 利用一支红色光束笔从玻璃砖底部倾斜射向顶部 侧面观察光束的发射路线 可见 光束在通过玻璃砖的时候发生逆转

贡嘎县15652532351： 初二物理 光的折射 - ？
桐怕氢化： 光的折射偏向法线是光线在空气传播到水中时,水中传入空气时是相反的,你不要搞混了哈.你看那个图哈,鱼反射光到我们的眼睛里(任何物体都反射光的,你不反射光到别人眼里,别人咋看见你),但鱼在水中,光由一种介质传播到另一...

贡嘎县15652532351： 初中物理中的“光的反射”“光的折射”的概念 - ？
桐怕氢化： 1、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射 理解:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在在两种不...