高中物理光學在生活中的具體應用

孫越東

學生學習的很多知識都是從實際生活中得來的，物理知識也不例外。高中物理是一門具有較強抽象性的學科，知識內容非常抽象，很多情況下學生并不能很好地對物理知識進行理解。光學知識在實際生活中的應用非常廣泛，很多隨處可見的生活現象都蘊含著光學知識，通過對光學知識的熟練應用能夠對生活中一些特殊現象進行理解與分析，促進學生對光學知識的良好掌握。

物理知識與實際生活密不可分，因此生活中的很多現象能夠通過光學知識進行解釋。比如最為著名的光學現象就是“海市蜃樓”，產生這一特殊現象的原因就是物理光學原理中光的折射與反射，從而在天空中所形成的一種虛像；人們的交通工具車，車兩邊的反光鏡則是應用光學的特殊成像規律；實驗過程中應用的實驗儀器顯微鏡等則是應用光學原理制作而成的。這一系列光學知識的良好應用，都標志著高中物理光學知識充斥著人們工作與生活的方方面面，使人們的生產生活更便捷。因此，學生在進行光學知識的學習時要充分將理論知識與生活實際現象相結合，對生活中的光學現象進行留心觀察，從而促進學生對高中物理光學知識的有效掌握。

一、彩虹

雨過天晴之后，天空中時常會出現美麗的彩虹，這一生活現象的原理可以從人教版教材中“光的折射”一節內容中認識到。結合之前已經學習過的物理知識可以得出，太陽光與其他光線不同，屬于復合光，是由多種不同顏色的光線融合成的一種特殊光束，在平常的情況下，太陽光能夠直接的攝入人們的眼中，呈現出白色可見光的狀態，這樣就看不到其他顏色的光束，但是在剛下過雨的情況下，大氣層中會漂浮著很多小水滴，當太陽光依舊通過大氣層到達地面時，在大氣層中發生了偏差，當太陽光照射到大氣層中懸浮的小水滴時，由于入射角的不同，使得反射角度也呈現出不同。與此同時，光線在空氣與水滴之間來回折射，使得水滴呈現出三棱鏡的作用，將太陽光進行發散，從而造成了彩虹的形成。在高中物理課堂中，教師可以將彩虹作為光的折射這一章節內容的切入點，使用三棱鏡向學生詳細講解彩虹的形成過程，能夠較大程度上促進學生對光的折射物理原理的理解與掌握。

二、海市蜃樓

海市蜃樓通常情況下出現在沙漠或海邊，究其原因主要有兩點：氣溫和光學條件。以沙漠海市蜃樓為例，結合人教版高中物理中的光學原理可以理解為，夏季溫度比較高，沙子受到日照的時間也比較長，并且沙子的比熱容比空氣高，所以沙漠的地表溫度能夠得到持續上升，并且因為空氣的導熱性能比較低，在沙子與空氣之間就形成了“空氣層”，空氣層的產生使得越接近沙子溫度越高；越上層的空氣溫度越低，密度隨著高度的增加而逐漸降低。因此，當空氣照射沙漠時，在經過由導熱性能不同而產生的空氣層時，太陽光會出現折射現象，從而將遠處的景象透射到沙漠中，由此形成海市蜃樓。海市蜃樓光學物理現象由來已久，在《史記》等多本古籍中都有對海市蜃樓的記載，在古代人們更多地認為海市蜃樓是神仙的居住場所，雖然隨著社會的不斷進步，人們已經逐漸了解了海市蜃樓的成像原理，但以海市蜃樓出名的蓬萊島等多處旅游景點，每年仍舊能夠吸引大批的游客前來觀賞。

三、宇宙膨脹論

在高中物理學習過程中關于宇宙有一個著名的學說，為宇宙膨脹說。這一學說的主要思想觀點為地球周邊的很多星球隨著時間的推移正在不斷地遠離地球，宇宙處于不斷膨脹的過程中。其中支撐宇宙膨脹說的一個重要的理論依據就是光譜數據。在實際生活中，隨著發生物體的不斷接近，聲音在不斷地增大，例如遠處駛來的汽車，人們通過的聲音就是不斷增高的，這種現象原理為聲波的多普勒效應。聲音和光在本質上都可以看做一種波，因此多普勒效應原理同樣可以運用于光的傳播過程中。在宇宙中除了太陽之外，還存在著很多發光天體，假設這些天體之間的距離是恒定的，那么地球所接受的光波頻率應該與其他天體的發射頻率一致，如若距離拉大，二者的光波頻率就會出現差異。在科學家不斷探索的過程中由光譜數據可以看出，發光天體與地球之間的距離確實正在不斷地拉大，這也為宇宙膨脹說提供了重要的理論依據。

總之，在高中物理光學教學活動中，教師要充分結合學生的實際學習情況，應用生活中的物理光學現象對光學知識進行詳細的講解，從而促進學生對高中物理光學知識的理解與掌握，從而幫助學生樹立正確的學習習慣與學習意識，促進學生物理水平的顯著提高，推進學生今后更好的發展。