想象一下,假如地球上除了你的手電筒以外,沒有任何光亮,世界會(huì)是什么樣子?人們將會(huì)對(duì)你手中神奇的光源感到驚訝,驚嘆它將黑暗變成光明……讓我們進(jìn)入神秘的光學(xué)世界,了解一些光學(xué)知識(shí)吧!
日食的傳說
光來自太陽(yáng),由一個(gè)個(gè)微小的光子組成。光子不停地運(yùn)動(dòng),形成光波。太陽(yáng)可以說是天空中的一個(gè)大燈泡,地球上所有生命的生存和繁行都有賴于它。
然而有時(shí)候,太陽(yáng)光會(huì)被一些物體遮擋,暫時(shí)失去光芒。比如說,日食。日食是月球阻擋太陽(yáng)的光亮,在地球,上投下一片巨大的陰影而形成的。
最初,人們并不明白日食是怎么回事。于是,他們編造了很多傳說,還煞有介事地舉行一些儀式,試圖阻止日食發(fā)生。當(dāng)然,這些行為都是沒有任何科學(xué)依據(jù)的。比如:
1.在公元前6世紀(jì)的波斯,一旦有日食出現(xiàn)在空中,交戰(zhàn)中的雙方必須停戰(zhàn),否則日食將會(huì)帶來滅頂之災(zāi)。
2.北美洲的原住民將帶有火焰的箭矢射向天空,他們認(rèn)為這樣可以重新點(diǎn)燃太陽(yáng)。
3.南美洲的印第安人認(rèn)為日食是因?yàn)樘?yáng)的血被野狗吸干了,亞洲的韃靼人則認(rèn)為太陽(yáng)被外星球吞掉了……
4.古代中國(guó)人認(rèn)為日食是天狗吃太陽(yáng),所以人們敲鑼打鼓驅(qū)趕天狗。
其實(shí),日食是一種罕見的天文現(xiàn)象,一年當(dāng)中出現(xiàn)的次數(shù)通常不超過5次?,F(xiàn)代的許多攝影師喜歡從各個(gè)角度拍攝日食。如果你恰好遇見了日食,想要觀測(cè)的話,一定要記得戴好護(hù)目鏡。要知道,用眼睛直視太陽(yáng)是一件非常危險(xiǎn)的事!
發(fā)光的生物
除了太陽(yáng)和燃燒的物體,一些生物也可以發(fā)光。這是因?yàn)樗鼈兊捏w細(xì)胞中含有熒光素和熒光酶這兩種化學(xué)物質(zhì)。熒光素和生物體內(nèi)的能量結(jié)合就可以發(fā)光,熒光酶則是這種發(fā)光反應(yīng)的催化劑。
你見過在黑暗中發(fā)光的動(dòng)物嗎?一起來看看吧!
夜間會(huì)發(fā)光的動(dòng)物是不是非常神奇呢?生物光和自然光為黑暗世界增添了璀璨的色彩,但光的科學(xué)遠(yuǎn)不止于此。下面讓我們了解一下反射和折射的科學(xué)原理。
奇妙的反射
你知道鏡子的反射原理嗎?鏡子的背面鍍有一層銀或鋁的涂料,當(dāng)光子投射到玻璃鏡面上,極少部分被鏡子的背面吸收,大多數(shù)被鏡子光滑的表面反彈回來,這就是光的反射。
鏡子的歷史非常久遠(yuǎn)。在古埃及,人們把很多東西當(dāng)作鏡子使用,比如磨光的金屬、潮濕的石板、盛水的碗等。然而,這些東西反射出的影像并不清到了古羅馬時(shí)代,制鏡技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展,羅馬人在玻璃背面貼了一層錫。這一發(fā)明為羅馬人帶來了災(zāi)難。傳說,古希臘科學(xué)家阿基米德曾利用一組鏡子反射陽(yáng)光,燒毀了羅馬人的無敵艦隊(duì)。
阿基米德將許多面鏡子排成一行,立在岸邊,將太陽(yáng)光反射到古羅馬人的戰(zhàn)船上。結(jié)果,戰(zhàn)船甲板的溫度驟然升高,燃起火焰。
中世紀(jì)的威尼斯人制成了世界上最好用的鏡子。他們將水銀和錫混合,涂在鏡子背面,使得鏡面光潔可鑒。然而,這個(gè)配方在制作過程中會(huì)產(chǎn)生毒素,當(dāng)時(shí)許多制造鏡子的工人因?yàn)樗y中毒而付出了生命的代價(jià)……
1840年,德國(guó)一位化學(xué)家用硝酸銀和其他化學(xué)物質(zhì)加熱涂到了鏡子的背面,這個(gè)方法比較靠譜,一直沿用至今。
神奇的折射
你知道左邊這些物體有什么共同特點(diǎn)嗎?
是的,它們都用到了玻璃,但這還不是確切的答案……補(bǔ)充一點(diǎn)就是,它們都能折射光線。
當(dāng)光以一定的角度從一種透明物質(zhì)進(jìn)入另一種透明物質(zhì)時(shí),光線會(huì)發(fā)生彎折,這就是折射。
你知道嗎?光的折射會(huì)引發(fā)一些有趣又有點(diǎn)危險(xiǎn)的事。比如,千萬不要輕易踏入看起來并不是很深的水池一光的折射會(huì)讓你誤以為它很淺。
當(dāng)你站在泳池岸邊,想要目測(cè)它到底有多深的時(shí)候,其實(shí)它看上去總比實(shí)際要淺一些。這是因?yàn)檎凵涫沟贸氐椎姆瓷涔獍l(fā)生彎曲的緣故。
當(dāng)你下水后,低頭看看水中的腿,發(fā)現(xiàn)它們變得又粗又短,這也是光線折射造成的。
在南美洲和非洲一些地方,人們用矛捕魚。由于光線折射的緣故,魚總是很容易逃脫,這是因?yàn)槿藗兛吹紧~的位置并不是它的實(shí)際位置。
關(guān)于光學(xué),你了解得越多,它看上去就越神奇。不起眼的生物會(huì)發(fā)光,熾熱的太陽(yáng)會(huì)發(fā)光,光賦予了萬事萬物五彩繽紛的顏色……努力法探索吧,自然界總有更多的光學(xué)知識(shí)等待你去發(fā)現(xiàn)!