生活中有趣的光学现象

生活中的奇特的光学现象

生活中会发生很多光学现象，这些你注意到了吗？还记得不久前发生的月全食现象吗，我想你一定记忆犹新吧，下面让我们介绍一下当时的月亮为什么是红色的吧！

2011年12月10日晚，浩渺夜空迎来10年来我国观测条件最好的月全食。图为10日22点44分，北京上空的红月亮。月全食全程将持续近6个小时，从22时06分至22时57分的全食阶段是“红月亮”现身时段。

月全食时月亮缘何“脸红”？

昨晚，你欣赏到“红月亮”了吗？很多市民在观看时发出疑问，月全食时，月亮为何会变身为“红月亮”？天文学家对此进行了解释。

中科院紫金山天文台研究员王思潮解释，“红月亮”归功于暗红色的光，其实就是照射到月面上的太阳光。在地球周围有层像薄纱似的透明度较好的大气层，阳光从地球侧面的大气中穿行时，是先从空间进入大气层，然后，又由大气层进入空间，这样就产生了两次折射，结果和光线透过凸透镜相仿，有点向内弯，向地心方向偏折的聚合光线就照到月亮上去了。

王思潮进一步解释，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色的光线混合成的。当太阳光经过地球上的大气层被折射到地球背后影子里去的时候，它们都受到大气层中极其微小的大气分子的散射和吸收。像黄、绿、蓝、靛、紫等色的光波比较短，在大气中受到的散射影响比较大，它们大部分都向四面八方散射掉了；红色的光线波长比较长，受到散射的影响不大，可以通过大气层穿透出去,折射到躲在地球影子后面的月亮上。所以，在月全食时，公众看到的月亮是暗红色的，即所谓的“红月亮”。

同样大雾的时候你又没有发现太阳也会变成红色呢？看下面一个例子

“太阳怎么成红颜色的了？”2011年10月20日下午三四点钟，华北多地雾蒙蒙的天空上，挂着一轮像红心咸鸭蛋黄似的红太阳，在雾气昭昭的天气中显得格外抢眼，引得不少人关注。

气象专家解释，傍晚正在落山的太阳都比早晨初升时显得红，这是由于傍晚大气厚度最大，而只有红色光线穿透力最强。

而昨天全城大雾弥漫，能见度低，大气厚度更厚，因此在下午时分，太阳的红光最能穿透云层和雾霾，从而提前“染红”。

为什么早上和晚上的天空会是红色呢，请看下面的解释

早晨和傍晚，在日出和日落前后的天边，时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的，但由于它们散射了太阳光，使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律，太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很

强。因此，我们看到睛朗的天空总是呈蔚蓝色，而地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后，那里的天空就带上了绚丽的色彩。

俗话说"早霞不出门，晚霞行千里"，这就是说，早晨出现鲜红的朝霞，说明大气中水滴已经很多，预示天气将要转雨。如果出火红色或金黄色的晚霞，表明西方已经没有云层，阳光才能透射过来形成晚霞，因此预示天气将要转晴。

下面来讨论一下大家熟悉又陌生的激光吧……

在一般人的心目中，太阳光可能是世界上光度最强的光。但是，到了20世纪中叶，科学家们却发现了一种比太阳表面亮度高出100亿倍的光，它就是激光。

要弄清激光，首先得从物质的原子结构谈起。原子是由带正电荷的原子核和带负电的电子组成。电子绕原子核作高速运动，犹如九大行星绕着太阳运转一样。电子排列是分层的，内层电子能量低，外层电子能量高，如果施加外力，使内层的电子跳到外层，而外层的电子再跳回内层，就会发生出灯光般的光束来。激光发光的基本原理就是电子跳跃而发射的光。当人们通过强大的外力激发，使某一物质中内层电子悄悄地跳到外层，使外层的电子越聚越多，而后，来一个反跳，使众多的高能电子一下子跳到低能的内层。这样，就会发出强大的光束，而这种强大的光束就叫做激光。用来产生激光的仪器叫激光器。由激光器产生的激光，在短时间内能发出巨大的能量。

1960年，美国科学家梅曼首先用红宝石作材料，制成世界上第一台激光器，获得了6943A°的红光，开创了激光技术的先河。如今形形色色的激光器如雨后春笋般出现。据统计，已有数百种之多。

种类繁多的激光器，它们都由三个主要部分组成：第一部分称工作物质，它是保证受激而产生激光的物质；第二部分称泵浦手段，这是不断给产生激光的物质补充能量；第三部分是振荡腔，通过腔的振荡不断放大，从而保证激光输出。

人们给激光冠上神奇的称谓，那是因为它有独特的本领：方向性强，颜色纯，能量大等。因而，它的用途十分广泛。用激光来加工机械，削铁如泥，任何金属在激光面前都会迎刃而解；用激光于通讯，携带信息量惊人，用之于电话，可使几十亿部电话同时通话；用之于电视，可传播上千万套；用之于印刷，分辨率达每英寸9000个点，调制速率可达几十兆赫；用之于计算机，比电子开关快1000倍。

尤其值得一提的是，激光还可以用来制造武器。比如，激光枪号称20世纪的无声枪，可使对方士兵双目失明；再如激光炮，它能量大命中率高，可轻易击毁敌方坦克、飞机、导弹，甚至卫星。美国在白沙导弹试验场，用功率最大的默兰克尔激光炮对赫赫有名的大力神式导弹发射，不到2秒钟，大力神导弹就折戟沉沙。激光炮的速度，达到惊人地步，每秒可走30万公里。

激光的发现能为人类造福，但也能给人类带来灾难。科学家的任务是，用其利，去其害，造福于子孙后代。

世界上有太多太多的奇特的光学现象，他们也同样会吸引好奇的我们。他们等待着我们发现和探索，总之，宇宙真是奥秘，真是缤纷多彩