奇妙的光

【奇妙的光】

光是由發光體來的,例如太陽,給我們陽光,此外,電燈、蠟燭、柴火、火 柴...... 等都是發光體。 光是直進的, 但遇到不同的物體時,光前進的方向就 會有所不同。現在就讓我們做一些有趣而生活化的科學實驗觀察、觀察吧!

一、影子與截面

    • 任何東西經過明亮陽光照射,都會造成清晰的影子。在陽光下同物體,不同 時間所見到的影子形狀會有所不同,例如:分別在早上、中午和下午,站在同一 個地方,但影子的形狀、大小和方位都不同,不信的話,跟同學一起試試看,並 互相把當時的影子畫出來。

二、光的直進

    1. 預備一段塑膠管及一支點燃的蠟燭。當你把管子拉直,對準蠟燭的火焰 ,就可以從管裡看到燭焰。再把管子弄彎看燭光,還能看得見嗎?

    2. 利用晚上做光的直進實驗,方法可以不同,首先點燃一支蠟燭,並把一 張中間有個小孔的厚紙板,置於蠟燭前端,再拿一張白紙豎立在紙板前 ,調整距離後,熄掉室內的照明電燈,看看在白紙上的蠟燭像是怎麼的 ?

三、光的反射

當太陽光照射到鏡面時,我們可以很明顯地見到光向另一個方向反射。我們 的眼睛所以能看到物體,也就是因為光從物體的表面,反射到我們的眼睛裡,才 能看到東西。

光的反射又可分為以下幾種:

    1. 物體的表面如果是很平滑,那光的反射方向就很有規則,這種反射叫做 「單向反射」。譬如:把一面小鏡子放在盤裡,加滿清水,當水靜止時 ;從水面照鏡子,影像依然清晰。

    2. 如果物體表面是很粗糙的,那麼光的反射方向就會很雜亂,這種反射, 叫做「漫射」。一般物體的表面很少有真正平滑的,所以當光照射到該 物體上時,就會發射漫射,把光向四面八方反射,使我們不論在物體的 那一方,都可以看見這個物體。譬如:從那盆擺一面鏡子的水面照自己 的像時,用手指打動水面,引起漣漪盪樣,鏡裡的影映像就會怪模怪樣 。試試這個實驗,便可得到其中的樂趣。

    3. 將鋁箔紙貼在厚紙卡上,把它搬弄成凸面鏡:

      • 當凸面鏡豎著看自己的臉,鏡裡的像成了大扁臉。

      • 凸面鏡橫著看自己的臉,鏡裡的像成了大長臉。

      • 凸面鏡斜著看自己的臉,鏡裡的像成了大怪怪。

    4. 再把那自製的鋁箔紙鏡,搬弄成凹面鏡:

      • 當凹面鏡豎著近看自己臉,鏡裡的像成了大長臉,拿著遠看自己臉和 遠處的景物,變成了顛倒的像。

      • 凹面鏡橫著看自己臉,哇!變成了大怪頭,長眼睛、大鼻子、大嘴巴 。

      • 凹面鏡斜著近看自己的臉,變成...... 變成大怪魔。又如: 

      • 兩面鏡相對排對,中間擺著一朵花,從一邊看鏡裡花朵,那一長排 的花朵,多的真是數不清。 

      • 將兩面鏡湊成一個夾角,夾角中放一朵花,當夾角角度越小時,兩 面鏡子裡所呈現的花朵就越多。夾角角度越大,花朵的像就越少。 

    5. 自製萬花筒。

四、光的折射:

當你把一枝筷子,放在一杯清水裡的時後,從杯口看筷子,你會發現杯 裡的筷子被水面折彎了,長度也好像短了些。這個線現象叫做「光的折 射」。因為光在各種不同物體(介質)中,傳播的速度各不相同。當光 由杯口的空氣中進入杯裡水中時,進行的速度不一樣,而且進行的方向 也改變了。這種現象很有趣吧!你可以在杯口不同位置和不同的角度觀 察,它的折射成像,也有所差別。你也可以把筷子直豎在杯中,從杯子 的側面觀察,筷子在水中的像會放大,若將筷子前後移動,放大的像, 大小又不一樣,真是奇妙極了。如果你親自做實驗觀察,將會比上述舉 例更有趣,來!試試看。

透鏡的利用:

      1. 凸透鏡看東西,東西會放大,因此老人家常把它拿來看小字。小朋友 常把放大鏡放在日光下,再將「焦點」調到最亮的一點,用來引燃火 苗。如果你要做這個實驗,你甚至可以試試將焦點放在枯葉上、白紙 上、黑紙上看看哪一種最快燒起來。

      2. 凸透鏡也可以用來看自己的臉,只要把放大鏡放置在鏡子上,從放大 鏡近看自己臉上某部位,你將可以清楚地看到該部位,而且是放大的 。

      3. 凹透鏡看大的東西或景物時,景物會縮小。現在請你把凹透鏡和凸透 鏡放在鏡子上,再拿細紙條放在透鏡上,在凸透鏡下的鏡面裡你可以 看到放大的影像,凹透鏡下的鏡面裡看到的則是縮小的。

      4. 透鏡的用途在光學上使用很廣,例如:近視眼的人配帶的是凹透鏡, 老花眼鏡是凸透鏡。如果將它們兩個或兩個以上組合利用,那用途更 廣泛了,比如:顯微鏡、望遠鏡、天文望遠鏡、照相機、幻燈機、電 影機等儀器上,都應用到它們。

    • 光的折射在不同的物質或物體上還會呈現許多奇妙的景像,譬如:三稜鏡裡 ,你可以看到日光的七色。雨後日出,在空中懸浮著很多細小的雨滴,日光射入 雨滴中,就發生了折射現象,因此在背著太陽的一方,可見一道彩虹。此外,乾 燥的沙漠中所浮現的「海市蜃樓」景象,也都是光的惡作劇。