Question

什么是光线？

Answer 1

分类: 教育/科学 >> 科学技术
问题描述:

1.光源发出的一条条直线

2.激光器射出的一束光

3.研究光学虚设的一种模型

4.表示光传播方向的直线

我怎么觉得3和4都是对的?光线到底是不是真实存在的?如果是表示光的传播方向,也应该是射线(因为有光源)而不是直线吧?

解析:

光线

表示光传播途径的有向几何线称为光线。光是一种波动，在各向同性介质中，光线是垂直于波阵面的直线。例如，从点光源发出的光，它的波阵面是以点光源为中心的球面，它的每条光线则是以点光源为中心的球的径线；在远离光源的地方，光在小范围内的波阵面趋于平面，每条光线近似于相互平行的线。

光线只是一个数学抽象，是一个几何概念，光线表示光传播的方向，也是光能量传播的方向，光线不是光束，不能把很窄很细的一束光叫做光线（留待后文说明）。

初中光学不涉及光的波动本性，因此教材是先讲光（在均匀介质中）沿直线传播，而后才这样写道：

“由于光是沿直线传播的，我们就可以沿光的传播路线画一条直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向。这种表示光的传播方向的直线叫做光线。”

这段叙述，突出光线的两个要点：

其一，光线代表光的传播路线，表示光的传播方向。

其二，光线是画出来的一条带箭头的线，隐含着：光线是一条有向的几何线。

在不涉及光的波动本性时，这种讲法基本上突出了光线概念的基本要点。限于学生的接受程度，这样定义光线的概念，是初中阶段讲授概念的较好方法。

在研究面镜、透镜以及由此组成的光学仪器等实际问题时，借助于光线的概念以及一些实验定律和几何定律，可以很简便又相当准确地解决问题。这种不涉及到光的本性问题，仅以几何定律和某些实验定律为基础的光学，称为几何光学或光线光学。

研究光的波动性的光学，称为波动光学。几何光学所研究的对象实际上就是波动光学中当波长趋于零的极限情况，几何光学属于波动光学的一部分。