光学在生活中的应用

光学在生活中的应用

韦孝诚（12013128）

（东南大学，南京 211189）

摘要：我们生活的每天都有光的影子，它在我们的日常生活中占据着重要的地位，没有了光我们将无法享受这五彩斑斓的世界。当然光学在人们的日常生活中同样有着广泛的应用，比如我们常接触的光纤通讯、激光、望远镜、照相机、摄像机等，都是其在生活中的广泛应用。文章就光的几个重点性质在生活中的体现做重点分析，并简单介绍了一些应用，使大家能够简单了解到生活中的一些光学。

关键词：生活；光学；应用

Application of optical in life

Wei Xiaocheng

(Southeast University, Nanjing 211189)

Abstract: we live every day light shadow, it plays an important role in our daily life, there is no light we will not be able to enjoy the colorful world. Of course,optical in people's daily life also has a wide range of applications, such as theoptical fiber communication, laser, telescope, camera, video camera, is its wide application in life. This paper focuses on the analysis of embodied do several keyproperties of light in life, and briefly introduces some applications, so that we canlearn some simple optics in life.

key words: life; optical; application

光学是研究光与物质相互作用及光传播的学科，物理学中所包含的重要的基础学科之中，就有光学。同时，光学也有广泛的应用，比如为了设计各种光学仪器而发展起来的几何光学，随着科技进步，物理光学也开始崭露头角，例如一直以来作为精密仪器测量中的一个重要手段—光的干涉，以及实验中我们经常使用到的一种重要的分光仪器—衍射光栅，都是物理光学发展的成果。随着光学的不断发展，当代光学被

韦孝诚，1995.5.23，男，山东，材料科学与工程学院，*******************广泛应用到通讯、信息处理、材料加工、医疗、农业、军事等重要领域，有着光辉的前景。

光源，顾名思义，也就是任何能够发出可见光的物体,太阳、萤火虫等发出的光（自然光源），蜡烛、火焰、各种各样的灯（人造光源）等所发出的光，都是我们日常生活中所熟悉的光源。光源不仅用来照明，在科学实验中为了各种科学研究课题的需要，人们常使用形式多样的特殊光源，尤其是在上世纪六十年代美国红宝石激光器的成功发射，更是人们在探索光的路途中的一项重大里程碑。

1生活中的光的直线传播

光在同种均匀介质中沿直线传播，通常简称光的直线传播．它是几何光学的重要基础，利用它可以简明地解决成像问题．人眼就是根据光的直线传播来确定物体或像的位置的。

1.1日食、月食

近些年来在我国可观测到的各种日食，作为大自然的奇特景象，我们在欣赏的同时也不仅为之惊叹。这奇特的自然现象，实际上主要是由光的直线传播这一性质引起的。

图1 日食原理

简单来讲，日食的产生就是由于光的直线传播，地球、月球、太阳在同一直线，月球遮挡了太阳光导致的。一般情况下，日食是不容易产生的，能够亲身观测更是机会难得。与日食相对应的，是月食：当太阳、地球、月球三者恰好或几乎运行在同一条直线上时，地球全部或部分地遮挡了太阳光，产生月食。月食的发生时间，经常是在每个月的月圆前后，也就是我国传统的农历十五左右，这是月绕地、地绕日的周期性规律决定的，并且月绕地轨道与日自身轨道在宇宙空间并非为同一平面，但这上述轨道在空间有两个交点，只有在日、月均接近对应的交点时方可形成一直线，因此月食也并非月月可见的。

图1 月食原理

1.2光沿直线传播在生活中的一些应用

作为光的一个基本性质，光的直线传播在我们的日常生活中有着广泛的应用。比如士兵打枪瞄准、站队时判断队伍是否整齐、驾车行驶时判断是否直行等，这里主要介绍激光准直技术。

我们知道优良的方向性是激光优于其他光的一大特点，激光准直通俗来讲，就是以激光束作为基准，并配合其他物理光学测量法，测定一条直线上的点位偏离情况，激光准直仪主要根据这一原理制作。简单来说，激光准直仪就是将其发出的准直激光束作为基准线，用于校准的测量仪器，激光器作为其光源发射系统，同时它还具有光电接收系统及配件。我们的工业生产生活中经常有它的身影，它经常用于测量平面的平整度、平行度、直线度以及长距离的孔、轴的同心度。传统方法，耗功耗时，测量过程中不少因素都会影响到测量精度，并最终导致整个系统的精度偏低，而现代激光准直仪，不需多人操作，受外界影响因素小，因而更加省工省时并且更为精确。国防工业、检修公司、电力学校、火力发电厂、钢厂、等重要的工业场所都经常使用到它。

2光的反射与折射

光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折，叫做光的折射。

2.1月球上的反射

月亮对于人类来说，是最大规模的反射现象，月亮作为地球的一个天然卫星，本身不会发光，它只是反射太阳的光，所以我们才能观测得到日食和月食（若月球会发光这两种现象就不可能发生）。由于月球表面比较凹凸不平，主要发生漫反射，所以夜空中我们看到的月光相对柔和，没有太阳光那么刺眼，因而能够“赏月”。

2.2海市蜃楼

海市蜃楼是非常神奇又难得一见的自然景观之一，在我国沿海省份的夏季经常可以看到此奇景,在我国古代经常被神化，其实它的的形成主要是由于光的折射和全反射造成的。

气温较高时，海面上空气的温度，上层空气要比下层高，且其密度也比下层小，因而有相对较小的折射率，因此我们可以假设海面上的空气是一层层叠起的，折射率从下到上呈减小趋势，当远处的景物反射或发出的光线射向空中时，发生连续折射，致使进入上层空气的光线的入射角呈连续增大趋势，当达到一定角度时便发生了全反射，光线便在另一地点回到地面上，进入到人眼睛的光线便是远处的景物，仿若飘于空中。如果柏油马路上的温度过高，我们常会观察到前方景象飘忽的现象，