光的折射、光源大比拼

出版日期: 2024年1月12日

甚么下雨后会出现彩虹?为甚么海水是蓝色的?为甚么戴眼镜有助矫正视力?其实,这些都是来源于光的折射。

光的折射

当光线从一种媒介进入另一种媒介时,速度就会产生变化,因而有时出现光线拐弯的现象,这个就是光的折射。
一起来看看光线穿越不同媒介的光速吧!

 

凸透镜和凹透镜

生活中,不少同学都佩戴了眼镜,用于矫正各种视力问题,例如:近视、远视、散光等。
小测验:你知道凸透镜和凹透镜是甚么吗?

透镜按照弧度,分成凸透镜和凹透镜两大类别,后按形状细分。凸透镜可使光线汇聚,凹透镜则使光线散开。

凸透镜

如果透镜中央比外围厚,就是一块凸透镜,可再分成以下的种类:

远视:由于眼睛的焦点落在视网膜的后面,所以导致看不清近处。使用凸透镜,使光线汇聚,让焦点移动至视网膜上,从而获得正常视力。

凹透镜

如果透镜外围比中央厚,则是一块凹透镜,同样有多个种类:

近视:由于眼睛的焦点落在视网膜的前面,所以导致看不清远处。使用凹透镜,使光线散开,让焦点移动至视网膜上,从而获得正常视力。

为甚么需要多种透镜?

将多块透镜组合,令光线以特定形式折射,产生跟物件本身不同的影像。例如:显微镜可以将细小物件的影像放大,望远镜可以将景象的微弱光线汇聚,使影像变得明亮清晰。
另外,将各种凸透镜及凹透镜组合,可缓解各种像差问题,即影像无法聚焦成清晰影像。常见的像差有以下两种。

球面像差

理论上,透镜会将光线汇聚至一点,因而产生影像。不过现实中的透镜就算表面的弧度完美,光线仍无法集中在一点上,导致影像即使已聚焦,但还是不够清晰。

色差

不同颜色的光经过透镜时,折射幅度不同。因此来自物件的光经折射后,原本颜色的光可能分拆成多种颜色、散开,使影像产生「鬼影」般的效果。

光源大比拼

日常生活中常用的各种光源,其产生光线的原理也会有所不同。

LED

LED,又称「发光二极管」,是一种用半导体制成的电子零件。这种零件只要以正确的电极接上电源,电压正确,就会发光。

气体放电灯

香港的街灯已逐渐替换成LED灯,但有些仍是气体放电灯。

这种灯内有一条几乎真空、只装有极少量特定物质的管。当这条管通电后,里面的物质受到激发,就会放出特定颜色的光。

光管

光管以萤光原理来发光。灯管内有一条含贵气体及数微克水银的气体管,通电后会发出紫外光。当紫外光照射到灯管内壁的萤光涂层,就会发出白光。

 

 

本文由《儿童的科学》提供。

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