直来直去的光线

直来直去的光线

我们的眼睛能看见周围各种各样，形形色色的东西，就是光在起作用。同样的东西，没有光从物体上射出来，就不会进入我们的眼睛，如黑夜里的道路、树木、楼房等。

光是我们认识自然必不可少的媒介。有了它，我们才能分辨大小、形状、远近。

激光发明后，被广泛用于科技生产。可以说，我们一刻也离不开光。

在自然界，太阳、恒星能发光。生活中，火柴、蜡烛、电灯、激光器能发光。这种发光的物体，叫做光源。

光是由光源迅速向外传播的，而且直来直去。

夏天下雷阵雨的时候，我们总是先看见闪电，后听见雷声。这证明，光的传播速度比声音的传播速度快得多。

光的传播速度有多快呢?许多科学家们的测定都失败了。直到17世纪，实验才取得实质性进展。

1675年，丹麦的天文学家罗默指出，根据木星的卫星运转周期的观测数据，可以推算出光经过地球绕日运动的轨道半径所需要的时间，从而可以算出光速。人们根据当时的数据，算出的光速值大约是每秒20万千米。

后来法国物理学家斐索研究出测量极短时间的方法。他于1849年在地面上不太长的距离内用实验的方法测出了光速，为每秒31.3万千米。法国物理学家傅科改进了实验方法，在1851年测得光速为每秒29.8万千米。

这以后，美国物理学家迈克尔逊在1879～1926年的近50年时间里，多次测量光速，终于得出了每秒30万千米的精确值。

目前，在真空中还没有任何物体的运动速度能超过光速。只要1秒钟，光就可从北京到上海往返100次以上。光速差不多是声音在空气中传播速度的90万倍。

虽然光的直线传播如此迅速，但当人类开始向宇宙空间进军的时候，人们还是感到它的速度太慢了。

在宇宙中，除了太阳以外，距我们最近的恒星是半人马星座中的比邻星。它发出的光要经过4.3年才能到达地球。现代的天文望远镜看到的遥远恒星，它的光要经过几十亿年才能到达地球。也就是说，我们看到的光线是它在几十亿年以前发出来的。

光的直线传播能产生许多有趣的现象。小孔成像就是一个例子。

找一个不透光的罐头盒，去掉上盖，在它的底部穿一个小孔，在盒的开口端放一块毛玻璃或半透明纸，把小孔对着窗外的景物，在毛玻璃或半透明纸上就会出现窗外的景像。奇妙的现象出现了:毛玻璃或半透明纸上的景物都是倒立的，而且孔越小，成像越清晰;孔越大，景物越模糊。这是什么原因呢?原来孔口大，穿过孔的光束变粗，形成较大光斑，景物模糊。反之效果恰好相反。

根据小孔成像原理，可以制成“针孔照相机。”

影也是光的直线传播产生的一种有趣现象。有人能用手做出各种手影，如小兔、鸽、狐狸等小动物，生动有趣，儿童非常喜欢。

光源发出的光，照到不透明的物体上时，在物体后面形成一个光线照不到的黑暗区域，这就是物体的影。

如果光源的发光面比较大，它的每个发光点都在物体后方形成一个影区，这些影区的共同重叠部分，是完全受不到光照射的黑暗区域叫做本影。光源的发光面越大，本影越小。

为了清除黑暗的本影，得到均匀的照明，通常都采用发光面大的光源。

例如，医院外科手术室里用的手术灯，就是由多个发光面很大的光源组成的。它不会使医生的身体或医疗器械在手术时产生黑暗的本影，因此这种灯又叫无影灯。再如，教室里安装多盏日光灯，也是为了增大发光面，减小本影，使照明度均匀。