日常生活中高中光學知識的運用論文

　　摘要：物理知識與現實生活息息相關, 當前高中生學習物理知識, 應注重物理學的實用性特質, 不僅要掌握物理學的基本原理, 更重要的是學會利用所學知識解決實際生活中的問題。高中物理光學知識在日常生活很多領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原理進行解釋, 本文就高中物理光學概念及其重要性進行闡述, 並著重利用光學知識解釋了彩虹形成原理、海市蜃樓等一些現象的形成原理。

　　關鍵詞： 高中物理; 光學概念; 實際應用;

　　在高中物理課程中, 光學是重要的學習內容之一, 其具體內容主要有折射、衍射以及鐳射等相關知識。這些知識與實際生活有密切的聯絡, 掌握好光學知識不僅豐富了物理知識體系, 更重要的是能夠將學到的知識與實際生活中的現象相聯絡, 解釋實際生活中遇到的光學現象並加以利用, 達到學以致用的目的。因此, 我們需要對高中物理光學在實際生活的應用進行分析。

　　一、物理光學概念及其重要性

　　(一) 物理光學的概念

　　在物理學中, 光是一種電磁波, 其傳播特性與電磁波相似, 都需要透過電磁場傳播。人類的眼睛對於大部分電磁波均沒有感應, 卻能夠感應到光產生的電磁波, 這種感應就是感光作用, 因此, 人類眼睛可以感應到的電磁波就是可見光。光可以在多種介質中傳播, 例如空氣、水等, 由於傳播介質不同, 光的傳播速度也會有所不同, 在實際的傳播過程中, 如果傳播介質發生變化, 光就可能發生彎折, 不同頻率的光的彎折程度也存在一定的差異。

　　(二) 物理光學的重要性

　　物理是高中教學中的重要學科, 其中光學是物理學科中的重要組成部分, 與此同時, 我們在日常生活中經常接觸到物理光學知識, 因此, 光學知識是高中物理學習的重點內容。學好高中物理光學知識能夠解釋實際生活中遇到的光學現象, 並且可以利用這些知識解決實際生活中遇到的問題, 提高學生對物理知識的應用能力。

　　二、高中物理光學在實際生活的應用

　　(一) 彩虹形成原理

　　在我們的生活中, 雨過天晴以後經常可以看見天空中出現的彩虹, 並且在特定條件下還可能出現雙彩虹、晚虹等不同形式的彩虹。彩虹的形成原理可以透過高中物理光學中的“光的折射”相關知識來解釋:太陽光屬於符合光, 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, 在雨過天晴以後, 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後, 會出現入射角度不同的現象, 造成反射角度也有所不同。與此同時, 由於太陽光的傳播介質發生了變化, 由空氣變化為水, 因此太陽光會發生折射。在這個過程中水滴相當於三稜鏡, 透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

　　海市蜃樓現象一般發生在沙漠地區, 也有可能發生在寬闊的海平面或柏油路上。形成這種現象的原因主要包括氣溫變化、光學條件等因素。沙漠中海市蜃樓現象形成的光學原理如下:在天氣晴朗的夏季, 沙漠中的沙粒被陽光直接照射, 由於沙粒的比熱容必空氣高, 地表溫度就會快速上升。與此同時, 由於空氣的導熱性相對較差, 就會產生密度不同的“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小於發光天體發出的光波頻率, 原理

　　在目前的天文物理學中, 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是星球光譜資料。在我們的日常生活中, 經常會有這樣的感受: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, 這種現象就是聲波的多普勒效應。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。總所周知, 宇宙中有很多與太陽相似的發光天體, 假設這些發光天體與地球之間的距離是不變的, 那麼根據多普勒效應, 地球上接收的光波頻率應與發光天體發出的光波頻率相同。根據這個理論, 如果一個發光天體遠離地球, 地球上接收的光波頻率應小於發光天體發出的光波頻率, 如果這個發光天體靠近地球, 地球上接收的光波頻率則應大於發光天體發出的光波頻率。但是, 在研究宇宙的過程中, 我們發現, 一些發光天體的發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, 根據光波多普勒效應, 我們可以得知, 大部分的發光天體都在遠離地球, 並推斷出宇宙膨脹論。

　　三、結語

　　總而言之, 在高中物理光學中的許多知識內容與我們的實際生活息息相關。因此, 在學習過程中, 高中生應將教學與實際生活聯絡起來, 嘗試用光學原理解釋一些常見的現象, 這種聯絡實際生活的學習方式不僅能更好的掌握學習內容, 而且能夠有效提高學習的效率。不僅光學部分的內容, 在高中物理中還包括力學、電學等方面的知識內容, 同樣與實際生活有密切的聯絡, 可以在這些知識的學習過程中採用相同的學習方式。

　　參考文獻：

　　[1]程之穎.新課程高中物理光學內容研究[D].蘇州大學, 2010.

　　[2]李文濤.高中物理光學知識和自然現象的解讀芻議[J].經貿實踐, 2016 (23) :219.