今天我们再来看几个经典的光学现象,了解这些光学现象之前,我们需要先寄一个图片,那就是不同的障碍物所产生的衍射图像。如下图所示。大家最好把这个记清楚。
一是在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到彩色的直条纹。这是因为白炽灯(或日光灯管)发出的光是复色光,其中各种色光的波长不同,产生的单缝衍射的图样中条纹宽度和间距都不相同,因此各单色光的亮或暗纹不能完全重叠在一起,所以成为彩色条纹,因是狭缝,所以是彩色直条纹,并且我们根据条纹间距的公式,可以定性的判断,如果这个缝的间距减小的话,那么,条纹的间距会变大。说白了,衍射条纹一定是跑到了障碍物的后面,出现在直线传播,不应该出现的位置。
二是白光通过盛水的玻璃杯发生折射,产生色散,在适当的角度各色光分离较大,可以看到彩色光。也就是说,人也应该在折射光反射最强的位置才能观察的特别明显,大家注意体会。
三是光经过菜汤油膜的前后两个表面发生反射,两列反射光波相互叠加,产生干涉条纹,因此菜汤上的油花呈现彩色。这其实就是我们说的薄膜干涉。
四是远处灯发出的光经过帐幔的缝隙,产生衍射,因此可见灯周围辐射彩色的光芒。这是不是就是我们说的单缝衍射或者圆孔衍射呢?
五是光线照在花布上看见花布的图样,是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的,当白光照在花布上时红色花纹反射红光,吸收其他颜色的光,这样在该位置只看到红色。同理可以看到各种花纹反射的颜色。所以我们知道人眼能识别颜色,其实是因为你所看到的物体反射了这个颜色的光而吸收了其他颜色的光造成的。这是光的反射。
六是海市蜃楼。海市蜃楼是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象。它也简称蜃景,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。比如在沙漠中,冷热空气的相交处形成了如水面那样的透明界面。远处的湖泊或绿洲通过这个透明的界面被映现出来,而且给人的感觉是在眼睛的前方,所以使人误认为前面有湖泊或绿洲,于是出现了海市蜃楼的幻景。观察到的景物是正立的还是倒立的,只不过是观察的位置不同而且;若人在较高处,逆着弯曲的折射光线看去,可看到经折射形成的悬在空中的正立的虚像;若人在较低处,逆着弯曲的反射光线看去,可看到经全反射形成的悬在空中的倒立的虚像。
七是长河落日扁。当太阳落山时,阳光斜着通过大气,太阳的下部边缘看来是在地平线上,如果太阳光不发生折射的话,那么太阳下部边缘实际上已经在地平线以下了。同时,太阳的上部边缘看来是在比没有折射时的实际位置也低一些。产生的折射已经可以使人明显地感觉到,落日的上端和下端光线曲折得不一样,看起来太阳就有些扁了。这样一来,王维的“大漠孤烟直,长河落日圆”似乎有些不正确了,这个结论下得还太早了。我们的眼睛在正常的情况下,对物体形象的判断有很高的准确度。但是在特殊的条件下,眼睛对物体形象常常会做出某种错误判断,这是一些生理和心理上的现象,称为“错觉”或“幻觉”。如果大漠的孤烟正好耸立在落日前面,这时被人们看扁了的落日在孤烟的衬托下又会变得圆起来了。
我们再总结一下,那就是对上述的光学现象,我们有一个大概的了解就可以,毕竟有些现象解释起来,用中学阶段的知识还是比较复杂的。