試分析高中物理光學(xué)在實(shí)際生活的應(yīng)用

李卓霖

摘要：光學(xué)是高中物理的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，銜接著電力學(xué)和熱力學(xué)，對學(xué)生物理思維和學(xué)習(xí)能力提升有重要影響。光學(xué)內(nèi)容在高中課本中知識(shí)點(diǎn)較為分散，因此在授課時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際生活中的例子，通過實(shí)際與理論相結(jié)合，使得學(xué)生能夠有效地去吸收課本上的知識(shí)。

關(guān)鍵詞：高中物理;光學(xué);實(shí)際生活

前言

高中物理在光學(xué)領(lǐng)域主要涉及光的傳播、光的本性、光的熱效應(yīng)這三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，其中光的本性即光的波動(dòng)性所涉及的內(nèi)容在高考中占有一定比重，學(xué)生在吸收和掌握方面存在一定困難，在應(yīng)對相關(guān)的題目上比較棘手。光學(xué)在生活中所涉及的行業(yè)及領(lǐng)域較多，應(yīng)用較廣，所以在光學(xué)學(xué)習(xí)中應(yīng)注重結(jié)合生活中的例子，將課本上的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用到生活上，這樣才能幫助我們對抽象的物理知識(shí)進(jìn)行理解也能促使我們在學(xué)習(xí)光學(xué)的知識(shí)點(diǎn)時(shí)能夠保持學(xué)習(xí)熱情，充滿學(xué)習(xí)興趣。

一、光的傳播

在光的傳播的知識(shí)點(diǎn)中最重要的概念是光在同種均勻介質(zhì)下總是沿直線傳播，與之相關(guān)的所有有關(guān)光的傳播知識(shí)點(diǎn)都是以其為依據(jù)而展開的，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)難以理解和掌握的是光進(jìn)行鏡面反射時(shí)出現(xiàn)的偏轉(zhuǎn)角問題，因此在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注重相關(guān)實(shí)例的模擬和觀察。

實(shí)際生活中，光的傳播的應(yīng)用十分廣泛，其中較為顯著的是潛水艇潛望鏡、投影儀、放大鏡等，并且這些生活中的案例也常出現(xiàn)在考試和平時(shí)作業(yè)之中，而潛水艇上的潛望鏡在光的折射知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)中能夠?qū)⒃撜鹿?jié)所有的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行概括，并且潛望鏡本身也非常有趣，所以我們能夠投入興趣去接收。在學(xué)習(xí)過程中我們可以觀看老師播放的相關(guān)視頻或自己制作潛望鏡模型，通過實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)來深刻體會(huì)光沿直線傳播的概念。

光的傳播在生活中不僅體現(xiàn)在光沿直線傳播上，在大自然中光的傳播性質(zhì)體現(xiàn)得更為突出。通過陽光在大氣中懸浮的水滴進(jìn)行折射，由于光的色散出現(xiàn)七種不同的可見光組成的彩虹，也是由于太陽光照射空氣高密度的水蒸汽而形成了海市蜃樓。利用光的折射將影像放大投影到投影布上，利用光的漫反射原理對投影布進(jìn)行特殊涂料處理防止局部反射而看不清。

二、光的波動(dòng)性

光的本性即光的波動(dòng)性，該知識(shí)點(diǎn)在高中課本中涉及內(nèi)容不多，需要我們掌握的內(nèi)容為相關(guān)概念和實(shí)驗(yàn)。光的波動(dòng)性章節(jié)內(nèi)容比較抽象，而需要我們動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察的要求較高，在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)器材和操作等問題往往不能進(jìn)行有效觀測，對于光的波動(dòng)性的應(yīng)用卻是人類目前正在不斷開發(fā)和研究的重點(diǎn)，因此在學(xué)習(xí)過程中更應(yīng)該根據(jù)老師的講解結(jié)合實(shí)際進(jìn)行學(xué)習(xí)。

光的波動(dòng)性應(yīng)用于檢測平面，傳播電磁信息和研究粒子領(lǐng)域。對于檢測一個(gè)平面是否完整有許多方法，通過利用光的干涉現(xiàn)象，對被檢測物體進(jìn)行單色光照射，然后比對條紋根據(jù)彎曲程度來判斷平面是否完整和達(dá)標(biāo)，干涉法進(jìn)行檢測的物體往往是要求精度較高，然而普通的檢測方法卻不能達(dá)到，同樣利用光的干涉，來對照相機(jī)鏡頭涂覆增透膜，利用干涉相消，減小光的反射量，增強(qiáng)光的透射量來使得照片效果有效進(jìn)行改善。光電學(xué)說證明光是一種電磁波，能夠在介質(zhì)中進(jìn)行傳播，其頻率保持不變，在傳播電信號，傳遞網(wǎng)絡(luò)信息等方面有著極大的作用，由于機(jī)械波需通過介質(zhì)傳播，而光的傳播卻不需要，因此在航空航天領(lǐng)域都是通過電磁波進(jìn)行信號接收。又根據(jù)波粒二象性，光不僅具有波的性質(zhì)而且還具有粒子的特性，在量子力學(xué)和微觀粒子的探索上都借助了光的粒子性。光的本性的還有更多有待去發(fā)現(xiàn)的地方，利用光的本性進(jìn)行生產(chǎn)和研究也有待發(fā)展。所以在高中物理對該知識(shí)點(diǎn)掌握難度不高的情況下，我們通過了解光的本性來理解抽象的概念，借此幫助我們開發(fā)思維和創(chuàng)造力。

三、光的熱效應(yīng)

光的熱效應(yīng)在高中課本上主要是在能量轉(zhuǎn)換章節(jié)中提及，光敏元件經(jīng)過吸收光輻射能量后，內(nèi)部產(chǎn)生不穩(wěn)定狀態(tài)，使得將吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榫Ц駸崮?，從而?shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換。光的熱效應(yīng)的內(nèi)容與光的本性內(nèi)容都是與其他章節(jié)內(nèi)容相結(jié)合，通過結(jié)合實(shí)際的例子來對我們進(jìn)行考察，所以我們?nèi)绻麑τ谏钪谐Ｒ姷墓鈱W(xué)應(yīng)用不了解，就會(huì)在以后的做題和考試中難以找的解題方向。

光的熱效應(yīng)主要結(jié)合能量問題進(jìn)行考察，其中可能還會(huì)涉及到電學(xué)內(nèi)容。光的熱效應(yīng)在實(shí)際生活中主要應(yīng)用于太陽能發(fā)電中，太陽能電池板中單晶硅受到長時(shí)間太陽光照射而產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換，但是由于其中光電轉(zhuǎn)換效率較低，制造成本較高問題在推廣方面有一定限制，由太陽能發(fā)電延伸出了太陽能熱發(fā)電和光伏發(fā)電，發(fā)電的基本理論依據(jù)是根據(jù)能量守恒定律中的能量轉(zhuǎn)移概念，太陽能熱發(fā)電廣泛應(yīng)用于受太陽光照射時(shí)間長，地表溫度較高的地區(qū)中的發(fā)電行業(yè)，太陽能熱發(fā)電存在三種能量形式，所以在能量轉(zhuǎn)換中有一定的能量損失，因此在能量轉(zhuǎn)換材質(zhì)跟設(shè)備的研發(fā)上還有待更多的人才進(jìn)入。對于光伏發(fā)電來講，光伏發(fā)電是近幾年新興的一種發(fā)電技術(shù)，跟太陽能發(fā)電原理類似，但在光電轉(zhuǎn)換上光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體材料的光生伏特效應(yīng)而將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，在能量轉(zhuǎn)換損失率更低，在生產(chǎn)和制造上較為簡單，光伏發(fā)電也是近年來考試中熱門的話題，所以在講解相關(guān)題目的同時(shí)也應(yīng)普及相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)概念。光的熱效應(yīng)不止運(yùn)用在發(fā)電領(lǐng)域，在生產(chǎn)設(shè)備和一些電路元件中也大量運(yùn)用，光敏電阻對太陽光的吸收后內(nèi)部性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，電阻阻值會(huì)發(fā)生改變而實(shí)現(xiàn)電路開關(guān)的應(yīng)用。光的熱效應(yīng)結(jié)合了熱學(xué)與電學(xué)進(jìn)行考察，考察點(diǎn)不再單一，生活中的案例更為密切，所以掌握基本知識(shí)理論和概念尤為重要。

總結(jié)

光學(xué)在生活的應(yīng)用十分廣泛且密切，對于課本上知識(shí)點(diǎn)的概括顯得過于抽象和具體化，因此在學(xué)習(xí)過程中注重生活與課本內(nèi)容相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)與知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合會(huì)有助于我們理解和弄清知識(shí)點(diǎn)。

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