高中物理光學(xué)在實際生活的應(yīng)用

桑逸軒

摘要：物理知識與現(xiàn)實生活息息相關(guān)，當(dāng)前高中生學(xué)習(xí)物理知識，應(yīng)注重物理學(xué)的實用性特質(zhì)，不僅要掌握物理學(xué)的基本原理，更重要的是學(xué)會利用所學(xué)知識解決實際生活中的問題。高中物理光學(xué)知識在日常生活很多領(lǐng)域扮演著重要的角色，很多實際生活中遇到的問題都能用光學(xué)原理進行解釋，本文就高中物理光學(xué)概念及其重要性進行闡述，并著重利用光學(xué)知識解釋了彩虹形成原理、海市蜃樓等一些現(xiàn)象的形成原理。

關(guān)鍵詞：高中物理；光學(xué)概念；實際應(yīng)用

在高中物理課程中，光學(xué)是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容之一，其具體內(nèi)容主要有折射、衍射以及激光等相關(guān)知識。這些知識與實際生活有密切的聯(lián)系，掌握好光學(xué)知識不僅豐富了物理知識體系，更重要的是能夠?qū)W(xué)到的知識與實際生活中的現(xiàn)象相聯(lián)系，解釋實際生活中遇到的光學(xué)現(xiàn)象并加以利用，達到學(xué)以致用的目的。因此，我們需要對高中物理光學(xué)在實際生活的應(yīng)用進行分析。

一、物理光學(xué)概念及其重要性

（一）物理光學(xué)的概念

在物理學(xué)中，光是一種電磁波，其傳播特性與電磁波相似，都需要通過電磁場傳播。人類的眼睛對于大部分電磁波均沒有感應(yīng)，卻能夠感應(yīng)到光產(chǎn)生的電磁波，這種感應(yīng)就是感光作用，因此，人類眼睛可以感應(yīng)到的電磁波就是可見光。光可以在多種介質(zhì)中傳播，例如空氣、水等，由于傳播介質(zhì)不同，光的傳播速度也會有所不同，在實際的傳播過程中，如果傳播介質(zhì)發(fā)生變化，光就可能發(fā)生彎折，不同頻率的光的彎折程度也存在一定的差異。

（二）物理光學(xué)的重要性

物理是高中教學(xué)中的重要學(xué)科，其中光學(xué)是物理學(xué)科中的重要組成部分，與此同時，我們在日常生活中經(jīng)常接觸到物理光學(xué)知識，因此，光學(xué)知識是高中物理學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容。學(xué)好高中物理光學(xué)知識能夠解釋實際生活中遇到的光學(xué)現(xiàn)象，并且可以利用這些知識解決實際生活中遇到的問題，提高學(xué)生對物理知識的應(yīng)用能力。

二、高中物理光學(xué)在實際生活的應(yīng)用

（一）彩虹形成原理

在我們的生活中，雨過天晴以后經(jīng)常可以看見天空中出現(xiàn)的彩虹，并且在特定條件下還可能出現(xiàn)雙彩虹、晚虹等不同形式的彩虹。彩虹的形成原理可以通過高中物理光學(xué)中的“光的折射”相關(guān)知識來解釋：太陽光屬于符合光，是由不同顏色的光聚集而形成的，一般情況下，太陽光直接傳播至我們的眼睛中，我們看到的是白色可見光。但是，在雨過天晴以后，空氣中會漂浮大量的小水滴，這些水滴的形狀為球形，在太陽光照射到水滴后，會出現(xiàn)入射角度不同的現(xiàn)象，造成反射角度也有所不同。與此同時，由于太陽光的傳播介質(zhì)發(fā)生了變化，由空氣變化為水，因此太陽光會發(fā)生折射。在這個過程中水滴相當(dāng)于三棱鏡，通過色散將太陽光分散成多種顏色，就形成了我們看到的彩虹。

（二）海市蜃樓的形成原理

海市蜃樓現(xiàn)象一般發(fā)生在沙漠地區(qū)，也有可能發(fā)生在寬闊的海平面或柏油路上。形成這種現(xiàn)象的原因主要包括氣溫變化、光學(xué)條件等因素。沙漠中海市蜃樓現(xiàn)象形成的光學(xué)原理如下：在天氣晴朗的夏季，沙漠中的沙粒被陽光直接照射，由于沙粒的比熱容必空氣高，地表溫度就會快速上升。與此同時，由于空氣的導(dǎo)熱性相對較差，就會產(chǎn)生密度不同的“空氣層”，隨著位置的升高，空氣的溫度就會降低、密度減小。陽光由上至下照射到這些“空氣層”中，就會產(chǎn)生折射，遠處的景象就會投射到沙漠表面，形成海市蜃樓。

（三）宇宙膨脹地球上接收的光波頻率應(yīng)小于發(fā)光天體發(fā)出的光波頻率，原理

在目前的天文物理學(xué)中，宇宙膨脹論是一項重要的理論，這種理論認為，大部分星球都在不斷遠離地球，宇宙正處在逐漸膨脹的過程中。得出宇宙膨脹論的主要依據(jù)是星球光譜數(shù)據(jù)。在我們的日常生活中，經(jīng)常會有這樣的感受：我們行走在公路上時，如果對面行駛過來一輛救護車，我們聽到的聲音是越來越高的，而在救護車逐漸遠離我們時，我們聽到的聲音則會越來越低，這種現(xiàn)象就是聲波的多普勒效應(yīng)。與聲音一樣，光也是一種波，因此，在光的傳播過程中也會有多普勒效應(yīng)。總所周知，宇宙中有很多與太陽相似的發(fā)光天體，假設(shè)這些發(fā)光天體與地球之間的距離是不變的，那么根據(jù)多普勒效應(yīng)，地球上接收的光波頻率應(yīng)與發(fā)光天體發(fā)出的光波頻率相同。根據(jù)這個理論，如果一個發(fā)光天體遠離地球，地球上接收的光波頻率應(yīng)小于發(fā)光天體發(fā)出的光波頻率，如果這個發(fā)光天體靠近地球，地球上接收的光波頻率則應(yīng)大于發(fā)光天體發(fā)出的光波頻率。但是，在研究宇宙的過程中，我們發(fā)現(xiàn)，一些發(fā)光天體的發(fā)出的光譜頻率都在向頻率低的紅光移動，也就是說光譜頻率不斷降低，根據(jù)光波多普勒效應(yīng)，我們可以得知，大部分的發(fā)光天體都在遠離地球，并推斷出宇宙膨脹論。

三、結(jié)語

總而言之，在高中物理光學(xué)中的許多知識內(nèi)容與我們的實際生活息息相關(guān)。因此，在學(xué)習(xí)過程中，高中生應(yīng)將教學(xué)與實際生活聯(lián)系起來，嘗試用光學(xué)原理解釋一些常見的現(xiàn)象，這種聯(lián)系實際生活的學(xué)習(xí)方式不僅能更好的掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，而且能夠有效提高學(xué)習(xí)的效率。不僅光學(xué)部分的內(nèi)容，在高中物理中還包括力學(xué)、電學(xué)等方面的知識內(nèi)容，同樣與實際生活有密切的聯(lián)系，可以在這些知識的學(xué)習(xí)過程中采用相同的學(xué)習(xí)方式。

參考文獻：

[1]程之穎.新課程高中物理光學(xué)內(nèi)容研究[D].蘇州大學(xué)，2010.

[2]李文濤.高中物理光學(xué)知識和自然現(xiàn)象的解讀芻議[J].經(jīng)貿(mào)實踐，2016（23）：219.