光的反射

来源 :中国科技教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoluc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  光学是物理学中的重要内容,也是生活中常见的科学现象。《义务教育小学科学课程标准》中要求的学习内容有“光在空气中沿直线传播;行进中的光遇到物体时会发生反射,会改变光的传播方向,会形成阴影”。对光的认识和利用便利了我们的生活,光影的无穷变化更是形成了生活中的五彩斑斓,为我们增添了很多情趣。因此光学类展品也是科技馆中不可缺少的项目。
  光在均匀的同种介质中会沿着直线传播,但当它传播到不同物质时,在两种物质分界面上会改变传播方向又返回原来物质中,这种现象被称为反射。光遇到许多物体的表面都会发生反射,平行光线射到凹凸不平的表面上,反射光线射向各个方向,这种反射叫做漫反射,我们平时可以看到眼前的物体就是由于光的漫反射;平行光线射到水面、玻璃等光滑表面上时,反射光线也是平行的,这种反射叫做镜面反射。
  潜望镜
  平面镜是生活中最常用的镜面反射工具。光线经过平面镜反射后,光线的延长线交点形成一个被称为镜像的虚像,这个镜像的大小与物体的大小相等,镜像和物体到平面镜的距离相等,所以镜像和物体相对镜面来说是对称的。
  平面镜的这种成像特点,使它经常被用来当作观察工具,使我们看到不方便直接观察的景象,比如牙科医生用来检查口腔的小鏡子。通过两组镜面的组合,还设计出了潜望镜。潜望镜是战场上常用的军事装备,可以从海面下伸出海面或从低洼坑道伸出地面,用来窥探海面或地面上敌方的活动,常用于潜水艇、坑道和坦克内用以观察敌情。
  中国科技馆2层“光影之炫”展区中有一件“潜望镜”展品(图3左),它由两部分组成:一是高高竖起的潜望镜,上面的平面镜角度可由观众通过操作按钮实现调节,潜望镜主体能水平转动,观众可以利用它观察到迷宫以外的景象;二是搭建潜望镜,外观类似一个装置着大型棋盘的墙面,观众可以转动调节10个可旋转反射角度的反射镜,将激光光源发出的光线沿着自己设计的路线反射到目标模型上,触发音响播放音效。
  早在公元前2世纪,中国古代人民就发明了潜望镜。汉代初年成书的《淮南万毕术》记载道:“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。”就是说,墙顶高处悬挂一面镜子,正下方放一盆水,这种简易的潜望镜可以用来潜望四周的景象。中国科技馆“华夏之光”展厅中根据这段话的描述复原了古代潜望镜模型(图3右)。这个装置是世界上最早的潜望镜,它虽然很简单,但意义却非常深远,近代所使用的潜望镜都是根据这个原理制造的,只是利用现代科技结合了望远镜、夜视仪等功能,进一步提升了观察效果。
  窥视无穷
  中国流动科技馆中有件经典展品“窥视无穷”,也生动展示了光的反射特性。展台上一个窗口中可以看到一个花朵模型,观众按下按钮点亮灯光后,立刻出现了一系列灯光带组成的深邃通道,一眼望不到尽头,花朵模型亮起后也变成了长长的一列花朵;当转动转盘时,深邃的通道还会摆动起来。
  这个神奇的通道是怎样出现的呢?原来这个灯箱的底部是一片普通平面镜。窗口使用的玻璃叫做“半透半反玻璃”,它是在透明玻璃板上镀上很薄的一层铬制成的,这层金属涂层可以使一部分光线透过而另一部分反射回去。2片玻璃之间的灯带和花朵模型亮起来的时候,观众可以通过半透半反玻璃看到灯带和花朵的实物,以及灯带和花朵在背面平面镜反射形成的第1个镜像;当这些光线经过半透半反镜时,一部分光线又会被反射回去,在背面的平面镜后更远的位置形成第2个像,如此循环往复,形成无数个系列镜像,无穷无尽,直到光线衰减,眼睛无法辨别。因为光的传播速度非常快,我们不可能感受到这个反射的过程,而只能看到最终形成的效果。当转动转盘时,底部的平面镜会发生倾斜,这种轻微的转动通过逐次反射而放大,造成每次反射形成的镜像位置移动,形成通道摆动的错觉。
  这种连续反射的现象古人早有记载,如唐代路德明在《经典释文》里注解《庄子·天下篇》时说:“鉴以鉴影,而鉴以有影,两鉴相鉴,则重影无穷。”意思是:一面镜子的反射光线遇到另一面镜子,就会再一次反射;两镜之间经过几次反复,镜中不仅有实物的像,还有像的像,因而能看到许多的像。这段话证明了古人对反射规律的探索和认识。
  如果在半反半透镜背后隐藏一个屏幕,就能帮我们实现童话中“魔镜”的效果(图5),现在已经有这种产品面世。当“魔镜”背后的显示器熄灭时,没有光线透出,看起来就像传统镜子。当显示器亮起时,显示的画面就会通过镜子表面透出来,仿佛镜子变得智能。如果将这种镜子放在卫生间,每天早上洗漱的时候,就能一边做好卫生清洁,一边了解智能助理报告的天气资讯、路况报告、日程提醒等,是不是未来感十足呢?
其他文献
[编者按]  “将艺术奉献人民是天赋之责。”他是一位笔枪并举的战士——在抗日战争和解放战争时期,彦涵创作了多幅木刻、连环画等作品,硕果累累。  “我的那些最美好的灵感,往往来自于我痛苦和最不幸的时刻。”他是一位坚韧不屈的斗士——在逆境中“被打得趴在地上还要战斗”,与疾病和命运斗争,《百万雄师过大江》等经典代表作品相继问世。  “最好不要重复别人,也不要太多重复自己。”他是一位勤于探索的勇士,从“文
由晓鸣兄引荐,我与欧阳公中石先生见过一次面。那是在北京他那间并不宽敞的寓所,好像当时我们没来得及说多少话,就插进来两拨客人,我们便前客让后客地告退了,所以谈不上对他有什么深入的了解。但他那谦和儒雅的形象,却如一本好书,至今仍会令我时时从记忆中翻出,读来得益。  不久前又接晓鸣兄来电,说近几年他从“冷摊”上搜集到欧阳先生谈论书法的文稿25种,征得欧阳先生同意,即将编定付梓,爰命我作序,并把那十多万字
课程概述  活动针对初中生物课中对能力层面“初步学会生物科学探究的一般方法”的教学要求,以“水生生物晚上睡觉吗?”为问题导向,综合利用水族馆各类活体展示生物,充分利用展厅时间空间资源、多媒体教室和观察器材等教学资源,在7 天时间内,通过小组合作的形式提出假设,制订观察研究计划,夜宿水族馆实施观察,记录并整理数据,交流讨论并得出结论,以论文和演讲汇报的形式展示分享成果,发展学生提出问题、作出假设、制
大型画册作为艺术发展重要的载体,历经多年,编辑手法相对成熟稳定,想有所突破,必须做到真正意义上的创新。《中国艺术家画库文献》在前人基础上,结合江苏美术出版社这一著名艺术出版品牌所积淀的创新能力和营运能力,力图全面突破,以促使画册出版这一专业出版活动在新时代里继续有所作为,可以继续代表当今艺术与出版的最高水准。  《中国艺术家画库文献》所体现的编辑理念与思想重点体现在4个逻辑环节上,整理如下,请教方
2012年4月2日,由北京文化发展基金会、北京市孤独症儿童康复协会、北京中间美术馆共同主办的“天真者的艺术—第五届‘爱在蓝天下’绘画作品展”在中间美术馆隆重开幕。在过去的4年中,“爱在蓝天下”已经发展成为一个有影响力的慈善活动,吸引了社会各界人士关爱自闭症群体。本届展览将在延续公益主题的基础之上,进一步向公众呈现这个群体在艺术上的惊人潜力。  天真者的艺术—当代中国最有想象力的创造  或许能在医学
本项目来源于山东省科技馆教育活动体系STEM主题系列,是馆校合作项目中的实践活动之一。项目对接《义务教育初中科学课程标准》,结合山东省初中物理8年级现行教材“力学”内容,综合利用场馆资源,引入要解决的工程问题,以设计制作一座橋梁模型为主题,分析在该情境中需要完成的工程任务,将港珠澳大桥的奋斗精神和大国工匠精神融入其中,注重学科知识领域的相互渗透和联系,立意高远,目的明确,活动生动,是学校教育和校外
展览时间:2014.01.19至02.20  展览地点:北京王府井大街36号涵芬楼艺术馆  主办单位:商务印书馆  商务印书馆所属涵芬楼艺术馆开馆之际,“范扬·刘文哲中国画展”同时开幕,这是商务印书馆发展历史上非常有意义的一件大事。历史上商务印书馆历经沧桑、默默耕耘、人才荟萃、名家辈出,创造了现代出版业的诸多第一,陈云、张元济、茅盾、陈叔通、黄宾虹等这些光辉的名字都写在了商务印书馆的史册上。  为
齐辛民  原名齐新民,1935年生于山东淄博,1963年毕业于山东艺专(山东艺术学院前身)。现为中国美术家协会会员,中央美术学院客座教授,U.S.美术设计学院名誉院长,淄博画院名誉院长,淄博市美协名誉主席,国家一级美术师。  其作品从年画、水彩、人物、剪纸入手,自20世纪80年代后期研究和探索花鸟画艺术取得卓著成就。1964年作品《看新磨》《洪水到来之前》入选第四届全国美展,并分别被中国美术馆和天
[内容摘要] 本文主要是以2012年“中国最美的书”的获奖书籍装帧作品(艺术类)为研究对象,对该书艺术表现特征进行较为深入的研究。通过对书籍的封面、内页、色彩、版式、字体等图书装帧元素的表现特征进行分析,探寻“中国最美的书”获奖作品如何将中国传统元素应用于现代书籍设计,以此展现中国书籍之美。  [关键词] 2012年 中国最美的书 艺术特征  图书整体装帧设计分别由开本、材料、形式、字型、印刷形式
[内容摘要]当代水墨绝非否定传统水墨的价值与地位,而是立足于当代的审美语境,以寻找个人的情感体验和审美观念的诉求为契合点。当代水墨更多强调个人精神在画面中的笔墨基调、构图方式中发生的隐喻关系。本文以当代水墨画家为切入点,探讨当代水墨在视觉语境中对审美空间的理解与诉求。  [关键词]当代水墨 审美空间 审美转型  当代水墨之所以有别于传统水墨,从某种程度上说来源于主体视觉审美范式的转型。随着科技进步