光的直线传播

   光在均匀介质中沿直线传播,针孔成像、不透明物体在点光源照射下影的产生等都是直线传播定律的例证。早在中国战国时期的墨家著作《墨经》中,就根据光的直进性思想讨论了影的产生,并解释了针孔成像实验中倒像的成因。由于光具有波动性,当光在传播过程中遇到障碍物时,将偏离直线传播路径而产生衍射现象。根据衍射理论,光的波长愈长,衍射现象愈明显,只有在波长比起障碍物(或通光孔径)的几何线度小得多的条件下,衍射现象才能忽略不计,从而直线传播定律成立。因此,以光的直线传播定律为基础的几何光学是在光波波长λ→0的极限情形下讨论光的传播问题的。

《墨经》从早为人们认识的光的直线传播原理出发,首先提出了影与光、物之间的关系。如“景不徙,说在改为。”就是说影是不动的,为什么有时看到影在移动呢?这是由于光源(或物体)移动而使影改变位置的缘故。接着对本影和半影及影子的大小跟光源、物体的关系等等作了论述,如“景二,说在重。”“景之大小,说在迆正、远近。”这两句分别是说,两种阴影区之所以形成,是由于两个光源的光线照射到同一物体上,在物体后面产生的两个阴影区互相重叠的结果。同一物体之影所以会有时大有时小,是由于光线照射于该物体有时斜、有时正,以及光源离物体有时远、有时近的缘故。又如“景倒,在午有端,与景长,说在端”,指出了小孔成像之所以倒立,是由于光线在小孔处交叉,至于像的长短,则于小孔的位置有关。并进一步说“光之人照若射。下者之人也高,高者之人也下。足蔽下光,故成景于上;首蔽上光,故成景于下。在远近有端与于光,故景库内也。”具体解释了小孔成像的原因。

光的直线传播在日常生活中的应用

  第一,利用光的直线传播----三点一直线,在射击、射箭运动中发挥关键作用;

    第二,由光的直线传播,再加上人的双眼效应,可判断物体的位置。


      第三,木匠用刨刨一木条,刨了二下就要检查刨得直不直,他就是自觉不自觉地利用光的直线传播

用眼睛从 木条的一端沿木条看它是不直的。

  第四,队伍对齐:"向右看齐!"