摘 要：物理知识与现实生活息息相关, 当前高中生学习物理知识, 应注重物理学的实用性特质, 不仅要掌握物理学的基本原理, 更重要的是学会利用所学知识解决实际生活中的问题。高中物理光学知识在日常生活很多领域扮演着重要的角色, 很多实际生活中遇到的问题都能用光学原理进行解释, 本文就高中物理光学概念及其重要性进行阐述, 并着重利用光学知识解释了彩虹形成原理、海市蜃楼等一些现象的形成原理。
关键词： 高中物理; 光学概念; 实际应用;
在高中物理课程中, 光学是重要的学习内容之一, 其具体内容主要有折射、衍射以及激光等相关知识。这些知识与实际生活有密切的联系, 掌握好光学知识不仅丰富了物理知识体系, 更重要的是能够将学到的知识与实际生活中的现象相联系, 解释实际生活中遇到的光学现象并加以利用, 达到学以致用的目的。因此, 我们需要对高中物理光学在实际生活的应用进行分析。
一、物理光学概念及其重要性
(一) 物理光学的概念
在物理学中, 光是一种电磁波, 其传播特性与电磁波相似, 都需要通过电磁场传播。人类的眼睛对于大部分电磁波均没有感应, 却能够感应到光产生的电磁波, 这种感应就是感光作用, 因此, 人类眼睛可以感应到的电磁波就是可见光。光可以在多种介质中传播, 例如空气、水等, 由于传播介质不同, 光的传播速度也会有所不同, 在实际的传播过程中, 如果传播介质发生变化, 光就可能发生弯折, 不同频率的光的弯折程度也存在一定的差异。
(二) 物理光学的重要性
物理是高中教学中的重要学科, 其中光学是物理学科中的重要组成部分, 与此同时, 我们在日常生活中经常接触到物理光学知识, 因此, 光学知识是高中物理学习的重点内容。学好高中物理光学知识能够解释实际生活中遇到的光学现象, 并且可以利用这些知识解决实际生活中遇到的问题, 提高学生对物理知识的应用能力。
二、高中物理光学在实际生活的应用
(一) 彩虹形成原理
在我们的生活中, 雨过天晴以后经常可以看见天空中出现的彩虹, 并且在特定条件下还可能出现双彩虹、晚虹等不同形式的彩虹。彩虹的形成原理可以通过高中物理光学中的“光的折射”相关知识来解释:太阳光属于符合光, 是由不同颜色的光聚集而形成的, 一般情况下, 太阳光直接传播至我们的眼睛中, 我们看到的是白色可见光。但是, 在雨过天晴以后, 空气中会漂浮大量的小水滴, 这些水滴的形状为球形, 在太阳光照射到水滴后, 会出现入射角度不同的现象, 造成反射角度也有所不同。与此同时, 由于太阳光的传播介质发生了变化, 由空气变化为水, 因此太阳光会发生折射。在这个过程中水滴相当于三棱镜, 通过色散将太阳光分散成多种颜色, 就形成了我们看到的彩虹。
(二) 海市蜃楼的形成原理
海市蜃楼现象一般发生在沙漠地区, 也有可能发生在宽阔的海平面或柏油路上。形成这种现象的原因主要包括气温变化、光学条件等因素。沙漠中海市蜃楼现象形成的光学原理如下:在天气晴朗的夏季, 沙漠中的沙粒被阳光直接照射, 由于沙粒的比热容必空气高, 地表温度就会快速上升。与此同时, 由于空气的导热性相对较差, 就会产生密度不同的“空气层”, 随着位置的升高, 空气的温度就会降低、密度减小。阳光由上至下照射到这些“空气层”中, 就会产生折射, 远处的景象就会投射到沙漠表面, 形成海市蜃楼。
(三) 宇宙膨胀地球上接收的光波频率应小于发光天体发出的光波频率, 原理
在目前的天文物理学中, 宇宙膨胀论是一项重要的理论, 这种理论认为, 大部分星球都在不断远离地球, 宇宙正处在逐渐膨胀的过程中。得出宇宙膨胀论的主要依据是星球光谱数据。在我们的日常生活中, 经常会有这样的感受:我们行走在公路上时, 如果对面行驶过来一辆救护车, 我们听到的声音是越来越高的, 而在救护车逐渐远离我们时, 我们听到的声音则会越来越低, 这种现象就是声波的多普勒效应。与声音一样, 光也是一种波, 因此, 在光的传播过程中也会有多普勒效应。总所周知, 宇宙中有很多与太阳相似的发光天体, 假设这些发光天体与地球之间的距离是不变的, 那么根据多普勒效应, 地球上接收的光波频率应与发光天体发出的光波频率相同。根据这个理论, 如果一个发光天体远离地球, 地球上接收的光波频率应小于发光天体发出的光波频率, 如果这个发光天体靠近地球, 地球上接收的光波频率则应大于发光天体发出的光波频率。但是, 在研究宇宙的过程中, 我们发现, 一些发光天体的发出的光谱频率都在向频率低的红光移动, 也就是说光谱频率不断降低, 根据光波多普勒效应, 我们可以得知, 大部分的发光天体都在远离地球, 并推断出宇宙膨胀论。
三、结语
总而言之, 在高中物理光学中的许多知识内容与我们的实际生活息息相关。因此, 在学习过程中, 高中生应将教学与实际生活联系起来, 尝试用光学原理解释一些常见的现象, 这种联系实际生活的学习方式不仅能更好的掌握学习内容, 而且能够有效提高学习的效率。不仅光学部分的内容, 在高中物理中还包括力学、电学等方面的知识内容, 同样与实际生活有密切的联系, 可以在这些知识的学习过程中采用相同的学习方式。
参考文献：
[1]程之颖.新课程高中物理光学内容研究[D].苏州大学, 2010.
[2]李文涛.高中物理光学知识和自然现象的解读刍议[J].经贸实践, 201* (23) :219.
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