光線是指在同一直線上的光子連續(xù)接力振動(dòng)而形成的縱波。

當(dāng)光子與電子彈性碰撞向某一方向振動(dòng)時(shí)，在同一直線上的光子連續(xù)接力振動(dòng)。光線不是光子的流動(dòng)，而是無(wú)數(shù)光子在同一直線上原地振動(dòng)。比如聲音，聲音不是分子流動(dòng)，而是分子在原地振動(dòng)。微風(fēng)不會(huì)影響聲音傳播，同理，光子流動(dòng)也不會(huì)影響光線的傳播。

光線不能獨(dú)立傳播，而是以波的形式傳播。光以球面波的形式傳播，球面波的半徑就是光線。光線能直線傳播，但光子絕不能直線運(yùn)動(dòng)。同向平行光線具有相互校正方向的作用，這種作用有助于光線直線傳播。

光線分類

光線按頻率高低依次分為：X光線、紫外線、可見(jiàn)光線、紅外線。

X光線在電磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，這說(shuō)明X光線不帶電。

可見(jiàn)光線可以引起人的視覺(jué)。陽(yáng)光中約有44%在可見(jiàn)光范圍。

紅外線具有熱效應(yīng)。

亮度

亮度是指發(fā)光體(反光體)表面發(fā)光(反光)強(qiáng)弱的物理量。

光通量是指光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的光量。單位：流明（lm）。

一只100W的白熾燈1秒發(fā)出的光通量約1200lm。

光照度是指1平方米面積上流入多少流明的光線。單位：勒克斯(Lx)。

距離光源越遠(yuǎn)，光照度越低。

光線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1.直射

直射是指光線直線傳播。

公元前400年，《墨子》：“足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下?！?/span>

例如：蠟燭的光線通過(guò)小孔時(shí)成倒立的實(shí)像。（三點(diǎn)成一線）

2.反射

反射是指光線遇到物質(zhì)交界面返回。

【反射定律】反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。（荷蘭惠更斯1690）

3.折射

折射是指光線從兩種透明物質(zhì)的界面斜射，進(jìn)入第二透明物質(zhì)后方向發(fā)生偏折。

【折射定律】折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)。（荷蘭惠更斯1690）

色散是指光線按頻率分散。

【色散定律】光線的折射率與頻率成正比，頻率越大，折射率越大。（王靜波2020）

4.衍射

衍射是指光線經(jīng)過(guò)障礙物邊緣時(shí)偏離原直線傳播方向。

衍射的原因是光子之間相互排斥，產(chǎn)生明暗相間的條紋。

5.干涉

干涉是指同一光源的兩束光相互干涉產(chǎn)生明暗相間的條紋。

只有兩列光線的頻率相同，相位差恒定，振動(dòng)方向一致的相干光源，才能產(chǎn)生光的干涉。由兩個(gè)普通獨(dú)立光源發(fā)出的光，不可能具有相同的頻率，更不可能存在固定的相差，因此，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

干涉的原因是光子之間相互排斥，產(chǎn)生明暗相間的條紋。

干涉與衍射的關(guān)系

光線通過(guò)狹縫產(chǎn)生衍射條紋，通過(guò)雙狹縫產(chǎn)生干涉條紋，干涉條紋是衍射條紋的重新分布。

眼球晶狀體的作用

晶狀體具有過(guò)濾光線的作用，允許與晶狀體表面垂直的光線進(jìn)入眼球，不允許其他方向的光線進(jìn)入眼球。進(jìn)入眼球的光線在焦點(diǎn)進(jìn)行交叉，然后投射在視網(wǎng)膜上形成倒立的像。

人眼從角膜到視網(wǎng)膜的距離約為25毫米，焦點(diǎn)在晶狀體與視網(wǎng)膜之間，焦距為17- 23毫米，因此在視網(wǎng)膜上形成倒立、縮小的像。視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光線的刺激，把信號(hào)傳輸給大腦。

人眼可以通過(guò)睫狀體的松緊來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)晶狀體的焦距，使視野中的注視部位恰好投射在視網(wǎng)膜的黃斑上，從而清晰地看到視野中的注視部位。