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黑色花为什么稀少

时间:2016-06-05  作者:王冠

论文摘要: “海市蜃楼”是一种光学现象。水面上热空气下降,下层的折射率较大,使得光线发生折射作用,于是就产生了“海市蜃楼”。生活中有很多奇特的光现象,如海市蜃楼、湖面上的炫光、天空中的彩虹等。这些现象都可以用高中物理中所学的光的折射、反射及光的偏振等知识进行解释。

关键词:光的反射,折射及光的偏振应用。

一、海市蜃楼

    在语文课上同学们学习过《海市蜃楼》这篇文章,“海市蜃楼”是怎样形成的呢?原来,当大气层比较平静时,空气的密度随温度的升高而减小,对光的折射率也随之减小,海面上空气的温度比空中低,空气的折射率下层比上层大。我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层,如图1所示,下层的折射率较大。远处的景物发出的光线射向空中时,不断被折射,射向折射率较低的上一层的入射角越来越大,当光线的入射角大到临界角时,就会发生全反射现象,光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低的下一层。在地面附近的观察者就可以观察到由“空中”射来的光线形成的虚像,这就是海市蜃楼的景象,如图2。同学们可以照此分析一下沙漠上的“海市蜃楼”的形成。

二、湖面上的炫光

    在湖面上常常遇到耀眼的炫光,它使人的视觉疲劳。这些大自然的炫光往往是光滑表面反射而来的镜面反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果,漫反射光是非偏振光,而镜面反射光一般是部分偏振光,由于它们是从水平面上反射的,光线的入射面是垂直的,所以反射光含有大量振动在水平方向的直线偏振光。要想消除这种炫光,只要将光线中的水平振动成分减弱些就可以了。

    偏振太阳镜就是根据这种要求而设计的,它的外形跟普通眼镜一样,不过镜片是用人造偏振片做的,把偏振轴装在竖直方向,它能将水平方向的振动“吸收”掉,教师论文发表戴上这种眼镜后,就可以免受水平方向振动所引起的炫光的刺激,同时所见景物的色彩也显得柔和浓重。

 三、雨后天空中的彩虹

美丽的彩虹是如何产生的?是由于雨后有大量小水滴悬浮在空中,太阳光投射到小水滴上,产生了色散现象。我们来考察其中一条光线,如图3所示,阳光射入小水滴,即从空气这种媒质进入水这种媒质,发生一次折射,由于构成白光的各种单色光的折射率不同,紫光波长最短,其折射率最大,红光波长较长,其折射率最小,其余各色光则介乎其间。因此,光线在小水滴内产生分光现象,各色光同时在小水滴继续传播,遇到水滴的另一界面时被反射回来,重新经过小水滴内部,出来时再一次发生折射回到空气中。这样,阳光在小水滴中进行了两次折射和一次全反射就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空气中的小水滴数量很多时,阳光通过这些小水滴,经过反射和折射作用,射出来的光集中在一起,天空中美丽的彩虹就形成了,如图4所示。

四、黑色花为什么稀少

    在庞大的植物界中,有各种奇花异草.每到春、夏季,各种颜色的花朵盛开,争芳斗妍。可是,在这些花中很少见到黑花,那么,自然界中黑色花为什么稀少呢?

    原来太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光组成的,它们的波长不同,所含的热量也不同。我们知道,花的组织尤其是花瓣,一般都较柔嫩,易受高温伤害,自然界中,红、橙、黄色的花较多,这是由于它们能反射阳光中热量较多的红光、橙光、黄色光,不易引起灼伤,是自我保护的结果,而黑色花则相反,它可以吸收全部的光波,这样,在太阳光下升温快,其花组织容易受到灼伤,所以,在长期的进化过程中,经过自然选择,黑色花的品种越来越少。

以上可以说是黑色花的品种越来越少的原因之一,但是否还与遗传、授粉等因素有关仍是科学家们正在努力探索的科学之谜。

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