太阳每天升起落下。我们看见光。光从哪里来?光帮助我们看见东西。没有光世界是黑暗的。光是一种能量。这种能量以波的形式传播。就像水波一样。光波跑得非常快。一秒钟能绕地球七圈半。我们称这个速度为光速。
太阳是最重要的光源。太阳内部发生剧烈的反应。这些反应产生巨大的能量。能量以光和热的形式传到地球。我们感受到温暖。我们看见明亮。除了太阳还有很多人造光源。电灯、蜡烛、手电筒都是光源。它们都能发出光。
光遇到物体会发生什么?有些物体让光穿过。比如玻璃和清水。这些物体是透明的。有些物体只让部分光穿过。比如毛玻璃和有色玻璃。这些物体是半透明的。有些物体不让光穿过。比如书本和墙壁。这些物体是不透明的。光被这些物体挡住。物体后面出现影子。影子是光被挡住形成的黑暗区域。
光碰到物体会改变方向。这叫光的反射。我们能看到不发光的物体就是靠反射。月亮不发光。月亮反射太阳光。书本不发光。书本反射灯光或日光。镜子是一种特殊的物体。镜子表面非常光滑。镜子能把光反射得非常整齐。我们能在镜子里看到自己。这就是光的反射现象。
光从一种物质进入另一种物质也会改变方向。比如从空气进入水。筷子插进水里看起来是弯的。这就是光的折射。光的折射让我们看到水比实际浅。游泳池看起来不深。实际可能很深。光的折射让太阳还在地平线以下时我们就看见它。大气层像一层厚厚的水。星光穿过大气层发生折射。我们看见的星星位置不是真实位置。
光有颜色吗?太阳光是白色的。白色的光其实由很多颜色组成。彩虹就是证明。雨后天空有很多小水珠。阳光穿过水珠发生折射和反射。不同颜色的光分开。我们看见红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。这七种颜色混合就是白光。用三棱镜也能把白光分开。三棱镜是透明的玻璃块。形状是三角形。光通过三棱镜发生折射。不同颜色光折射程度不同。于是出现彩色光带。
我们看见物体的颜色是怎么回事?红花为什么是红的?绿叶为什么是绿的?物体本身有颜色吗?物体颜色取决于它反射什么光。太阳光照在红花上。红花只反射红光。其他颜色的光被吸收。我们的眼睛接收到红光。所以我们看见花是红的。绿叶只反射绿光。其他颜色的光被吸收。所以我们看见叶子是绿的。白色物体反射所有颜色的光。黑色物体吸收所有颜色的光。黑色物体吸收光变成热。夏天穿黑衣服感觉更热。就是这个道理。
光对生命非常重要。植物需要光。植物利用阳光制造食物。这个过程叫光合作用。植物吸收阳光。植物吸收二氧化碳和水。植物制造出糖和氧气。糖是植物的食物。氧气被释放到空气中。我们呼吸需要氧气。动物直接或间接依靠植物生存。没有光就没有植物。没有植物就没有动物。人类也离不开光。光帮助我们调节生物钟。白天活动晚上休息。光影响我们的心情。明亮的天气让人愉快。昏暗的环境让人压抑。
人类利用光做了很多事情。我们发明了望远镜。望远镜利用透镜聚集光线。望远镜让我们看见遥远的星星。我们发明了显微镜。显微镜利用光放大微小物体。显微镜让我们看见细菌和细胞。我们发明了照相机。照相机记录光的信息。照相机留下美好的瞬间。我们利用光纤传递信息。光在玻璃丝里传播。光携带电话和互联网信号。光的速度很快。信息传递也很快。
光是电磁波的一种。无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线都是电磁波。它们的区别是波长不同。我们眼睛只能看见可见光。其他电磁波我们看不见。但它们真实存在。红外线让我们感觉热。紫外线能让皮肤变黑。X射线能穿透肌肉看见骨头。医院用X射线检查身体。各种电磁波各有各的用途。
光有很多有趣的特性。光沿直线传播。小孔成像证明这一点。在一个黑暗的屋子里。墙上开一个小孔。屋外的景物倒立出现在对面的墙上。这是因为光沿直线穿过小孔。上面的光跑到下面。下面的光跑到上面。左右也互换。所以影像是倒立的。照相机就是根据这个原理制造的。
光有波动性也有粒子性。这叫波粒二象性。光有时候像波。干涉和衍射现象证明光的波动性。两束光相遇会产生明暗条纹。这叫干涉。光绕过障碍物继续传播。这叫衍射。光有时候像粒子。光电效应证明光的粒子性。光照射金属能使金属发射电子。光由一个个光子组成。每个光子携带能量。光是一种非常奇妙的东西。
我们每天和光打交道。早晨阳光叫醒我们。白天我们在光下学习玩耍。晚上电灯给我们照明。光让世界五彩缤纷。光让生命充满活力。了解光的性质很有意思。光的秘密还有很多。等待我们去发现。