光的直线传播反射

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介绍

表面的性质变化会导致光的反射产生差异。光的直线传播发生在光沿直线传播的时候。在这种方法中，光的传播路径上没有干扰。光从一种介质传播到另一种介质时，其传播路径会发生变化。介质可以是不同的成分，例如空气、水以及玻璃。光的反射及其性质取决于这些因素。

什么是光的直线传播反射？

事实证明，如果不存在任何干扰和分心，光就会沿直线传播。就像光接触到任何表面一样，它会被反射。如果表面光滑且清晰，就会产生镜面反射（Blanquet 等人，2020）。对于未抛光和粗糙的表面，光的反射会变成漫反射。可以通过一个简单的实验来检验直线传播理论。如果一个人站在山顶上，试图观察周围的环境，这个人就能看到所有的事物。其原因是个人眼睛和周围事物之间没有干扰（Goncharenko 等人，2020）。

如果这个人下来，试图直视，那么他可能会难以看到同样的东西。通过这个实验，证明了光在不受干扰的情况下沿直线传播。

橡胶管实验

所需物品

蜡烛、任何其他光源和一根柔性橡胶管

步骤

点燃蜡烛，将其放在平坦的表面上。取橡胶管，尝试从其中一端观察蜡烛火焰。此时，观察者应记录观察结果。然后，需要稍微弯曲橡胶管，并再次从其中一端观察蜡烛火焰。

图 1：橡胶管实验

观察结果

根据此实验，观察到当观察者用直管观察火焰时，很容易看到火焰。当管子弯曲时，观察者就无法用弯曲的管子看到火焰（Emedolu 等人，2020）。弯曲的橡胶管阻挡了视线，因此观察者无法进一步看到火焰。这证明了光以直线传播的方式传播。

硬纸板实验

所需物品

平坦且干净的表面、蜡烛、三个硬纸板和一个锋利的物体

步骤

点燃蜡烛，将其放在干净的表面上。在每个硬纸板上都要打三个孔。需要将硬纸板放置在彼此正前方，使孔保持在同一条线上。此时，观察者需要将眼睛放在最后一个硬纸板的孔上，并尝试观察蜡烛火焰。

图 2：硬纸板实验

观察结果

人们可以使用三个硬纸板来进行实验，了解光沿直线传播的事实。如果三个硬纸板放置在同一条线上，孔也位于同一条线上，观察者就可以很容易地通过孔看到蜡烛火焰。这证明了来自蜡烛的光沿直线传播（Zhang 等人，2021）。此时，如果将三个硬纸板中的一个稍微移动，三个孔的位置就会发生变化。在这种情况下，观察者将无法再看到蜡烛火焰。这是光沿直线传播的一个重要且最可靠的例子。

现实生活中的例子

在水下，物体看起来更小，这是直线传播的一个重要例子。随着光波介质的变化，波的运动也会发生变化。放入水中的物体改变了其介质，因此其外观也发生了变化。另一个例子是将手放入一桶水中（Lomukhin & Butukhanov，2018）。当手从空气浸入水中时，介质发生了变化，结果手看起来比实际更小。光不仅在不同的介质中以不同的速度传播，而且在不同的密度中也以不同的速度传播。光的色散也与光的直线传播密切相关。

结论

光的反射来自光的基础和光源。如果表面介质发生变化，则发现反射的性质会发生差异。当光被表面阻挡时，光会向相反的方向反射。例如，如果光被镜子阻挡，则会以镜面反射的方式反射。如果光落在粗糙的表面上，则会以随机和散射的方式反射。例如，每个人都可以在镜子和光滑表面的物体上看到自己的脸，而不是在不光滑和粗糙的表面上。

常见问题

Q1. 光的直线传播的两个最重要的影响是什么？

昼夜的形成和影子的形成是光的直线传播的两个最重要的自然影响。此外，使用针孔相机形成特定图像也是其另一种影响。

Q2. 当光照射到光滑表面时，它以什么形式反射？

当光照射到光滑表面时，它会沿直线反射并以镜面反射的方式反射。光的直线反射是其结果。

Q3. “干扰”一词是什么意思？

干扰一词是指两个波形成一个合波，合波的振幅更高、更低，最重要的是在同一振幅上。这是物理学中一个重要的现象。

Q4. 哪些因素导致光以散射的方式反射？

表面的粗糙和不清晰的性质导致光以散射的方式反射。这是光的基本性质。

参考文献

期刊

Blanquet, E.、Blé, V.、Darraud, C.、Goldfarb, F.、Miron, M. 和 Picholle, É. (2020 年 3 月)。少量的知识是危险的：理解光的直线传播与衍射。2020 年 NARST 会议。于 2022 年 6 月 10 日检索自：https://hal.archives-ouvertes.fr

Emedolu, C. C.、Ihejirika, C. 和 Nnamdi, B. S. (2020)。光的本质的两个关键实验：超越波粒二象性的界限。《非洲评论国际人文期刊》，9(1)，130-139。于 2022 年 6 月 10 日检索自：https://www.ajol.info

Goncharenko, T.、Yermakova-Cherchenko, N. 和 Anedchenko, Y. (2020)。移动技术作为物理学习方法的应用经验。《信息与通信技术教育研讨会论文集》（第 1298-1313 页）。于 2022 年 6 月 10 日检索自：https://lib.iitta.gov.ua

Lomukhin, Y. L. 和 Butukhanov, V. P. (2018)。任意掠射角下水介质的反向反射研究。《俄罗斯物理学报》，60(11)，1917-1923。于 2022 年 6 月 10 日检索自：https://www.researchgate.net

Zhang, X.、Zhang, A.、Sun, J.、Zhu, X.、Guo, Y. E.、Qian, F. 和 Mao, Z. M. (2021 年 10 月)。EMP：边缘辅助的多车辆感知。《第 27 届年度国际移动计算与网络会议论文集》（第 545-558 页）。于 2022 年 6 月 10 日检索自：https://dl.acm.org

网站

Thefactfactor (2022)。光度学和光源。检索自：https://thefactfactor.com [检索日期：2022 年 6 月 10 日]