Hello~大家好~這里是物理所科學(xué)電臺~伴隨著一場場春雨的洗禮，春天正式登場啦~一說到春天啊，我耳中不自覺的就浮出趙忠祥老師的聲音：春暖花開，萬物復(fù)蘇，又到了……不對，言歸正傳！又到了熊孩子活力四射滿院子撒歡的季節(jié)！
一說起熊孩子呀，小時候我是個驅(qū)雞趕狗、上房揭瓦，帶小伙伴來砸自家玻璃的熊孩子，調(diào)皮的我沒少給大人們添麻煩。在當(dāng)時，我很為自己自豪?？上菚r我還太年輕，并不知道這世間的一切，早已在暗中標好了代價。長大后我遭到了命運的無情報復(fù)，我身邊出現(xiàn)的熊孩子往往比其他人多數(shù)倍，我把這種情況命名為“熊孩子聚集定理”，即熊孩子總能在一堆大人里分辨出誰曾經(jīng)是自己的同類，并迅速和這個同類混在一起，纏到他崩潰。而且，奇怪的是，我常常只碰到一種熊孩子—那就是號稱“十萬個為什么”的問題少年，這種熊孩子對什么都好奇，對什么都有疑問。經(jīng)常就是“如果我對站到樹后的你使用阿瓦達索命，你能活命嘛”、“鏡子里看到的我為啥那么帥”、“腳伸到水里為什么會彎曲”、“陽光下的泡末為什么是彩色的”“為什么天空是藍色的”、“怎樣能把自己拍的猶如天神降臨”。對于這些奇奇怪怪的問題，機智如我也常常被問的膛目結(jié)舌，深感熊孩子的強大和可怕。
我也曾思考過，熊孩子們的這些問題有什么共性，經(jīng)過一定時間的研究，我發(fā)現(xiàn)，他們所有的問題都可以用光學(xué)的理論加以解釋，并在內(nèi)部自洽。
為什么都是和光相關(guān)呢，可能是熊孩子們受年齡限制，知識儲備不算很高，而光恰恰是我們自出生以來見得最多的東西（“見得最多”在這里用得真是一點也不錯）所以我特意編寫了這個教程，可以迅速回答9成“問題少年”的奇葩問題，并使其再也不敢輕易發(fā)問。
光沿直線傳播
先回答“如果我對站到樹后的你使用阿瓦達索命，你有幾成活命幾率”。
看過電影的都知道，阿瓦達索命其實是一道綠光。
光究竟是什么東西呢？古代的希臘人相信“四元素說”，認為世界是由水、火、氣、土四大元素組成的，而光就是人眼射出的火元素。
不得不說講到這，很多熊孩子就滿意了。因為這可以說明，為什么我們睜著眼可以看見，而閉上眼睛就不行；但它解釋不了為什么在暗的地方，我們即使睜著眼睛也看不見東西。
這就得提到小孔成像實驗了，這個實驗極其好做。
用一個帶有小孔的板，遮擋在墻體與物之間，墻體上就會形成物的倒影，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動中間的板，墻體上像的大小也會隨之發(fā)生變化，這種現(xiàn)象說明了光沿直線傳播的性質(zhì)。
基于此，阿瓦達索命這束綠光，頂多是能量大些的激光。雖然能量大，但是也必須滿足光的基本性質(zhì)。所以它必須先直射到樹上，擊穿樹后才能傷害到樹后的我。
光的反射
在回答“鏡子里看到的我為啥那么帥”這個問題前，首先我們需要了解以下事實，實際我們認識到自己的樣貌，只能通過兩個途徑：成像設(shè)備（照相機）或者鏡面（鏡子、水面）。
你感覺自己變帥/美，主要是由于這兩種途徑得到的結(jié)果不一樣，鏡面給你的感覺似乎更好，或者說你覺得自己有些不上相。
這兩種途徑都有一個基本的條件，就是光的反射。
當(dāng)光照到一個物體上，一般會出現(xiàn)兩種反射情況：“鏡面反射”和“漫反射”。日落后暫時還能看見物體，就是因為空氣中塵埃引起光的漫反射的緣故。
實際物體反射光通常是鏡面反射和漫反射的結(jié)合，各部分的光強其實是不同的，我們要注意的是，這里會出現(xiàn)一個灰區(qū)。
在人臉上體現(xiàn)就是：當(dāng)光照在你的臉上，如果臉型有棱有角，棱角處由于反射不好而出現(xiàn)灰區(qū)。當(dāng)拍出照片時，這種灰區(qū)會被大腦選擇性忽視，就可能導(dǎo)致你的照片，看起來臉比較小/比較有型。這對于肉臉的同學(xué)就比較悲劇了，因為你的臉反射賊好，照出來沒有灰區(qū)，看著就是個大臉盤子…
就是說，人眼看物體有縱深、有立體感，整體顯瘦。而機器只會忠實的記錄，會顯胖。
光的折射
“腳伸到水里為什么會彎曲”呢，這得說到一個著名的不務(wù)正業(yè)人員--費馬先生。這位同志是個法國的富二代，賊有錢的那種。那會兒法國最講究的職業(yè)就是當(dāng)律師，費老爹一合計，就給兒子買了個律師資格，所以費馬還在讀書的時候就已經(jīng)是費馬律師了。
照說他之后的人生，就該和別的富二代一樣，吃喝玩樂、欺男霸女。但是這個費馬他有點玩物喪志，而且他玩的這個東西不一般。別人玩賽馬和舞會，費律師卻喜歡玩數(shù)學(xué)和物理。
他看到前人對光的性質(zhì)做了很多工作，僅描述光走直線和光會折射這兩條定理的書和文獻，就浩浩湯湯汗牛充棟，看的人腦殼疼。
他就想，折射不就是抄近路么，光走著走著發(fā)現(xiàn)一條近路，它又不傻，肯定走近路嘛。
就這樣，別人寫了幾十萬字的兩個性質(zhì)，最后竟被他用簡單的一句話概括了：“光總是走最短的路線”。
孩子們啊，你們可要好好感謝費馬，他為減少你們以后的背誦任務(wù)可下了不少功夫。
光的衍射
回到阿瓦達索命那個問題，不講道理的熊孩子一定要讓躲在樹后瑟瑟發(fā)抖的我死于那道綠光可怎么辦?。窟@當(dāng)然也是可以的，衍射嘛。
之前說光是沿直線傳播的，但它也不是二愣子，有時候也挺雞賊，它碰到障礙物會繞行，這種性質(zhì)就叫衍射。最常見的例子就是，陽光下的電線桿是沒有影子的。
怎么理解衍射呢？意大利的數(shù)學(xué)教授格里馬第就做了一個實驗，他讓一束光穿過兩個小孔后照到暗室里的屏幕上，發(fā)現(xiàn)在投影的邊緣有一種明暗條紋的圖像。格里馬第馬上聯(lián)想起了水波的衍射（這個大家在中學(xué)物理的插圖上應(yīng)該都見過）
于是他提出：光可能是一種類似水波的波動，這就是最早的光波動說。劃重點，光是一種波動的理論出現(xiàn)了哦。
光的干涉
大家可能都聽過鄧紫棋的泡沫，別出心裁的熊孩子就會問，“陽光下的泡末為什么是彩色的”，這其實是一種光的薄膜干涉現(xiàn)象。
我們都知道，普通的物質(zhì)是具有累加性的，1+1肯定等于2；一滴水加上一滴水一定是兩滴水，而不會一起消失。
但是之前說了，光是波動啊，那就不同了。
一列普通的波，它有著波的高峰和波的谷底，如果兩列波相遇，當(dāng)它們正好都處在高峰時，那么疊加起來的這個波就會達到兩倍的峰值，如果都處在低谷時，疊加的結(jié)果就會是兩倍深的谷底。
但是，等等，如果正好一列波在它的高峰，另外一列波在它的谷底呢？答案是它們會互相抵消。如果兩列波在這樣的情況下相遇（物理上叫做“反相”），那么在它們重疊的地方，將會波平如鏡，既沒有高峰，也沒有谷底。這就像一個人把你往左邊拉，另一個人用相同的力氣把你往右邊拉，結(jié)果是你會站在原地不動。
光的散射
最后我們來聊聊“怎樣能把自己拍的猶如天神降臨”？
話說也太自戀了吧，小朋友！
這還是和光有關(guān)，介紹一種神奇的玩法，叫做“耶穌光”，用了這種玩法就能猶如天神降臨。為什么呢？其實就是物理上的丁達爾效應(yīng)，也有人叫云隙光。
其實這個問題和“天為什么是藍色的”、“海為什么是藍色的”一樣，都是由于光的散射。
當(dāng)我們玩呲水槍時，你會發(fā)現(xiàn)呲到別人身上的水也會濺你一身。實際上，你也可以把光理解成你呲出去的一束水，它呲到空氣、液體以及膠體上，就會出現(xiàn)瑞利散射（天之藍）、拉曼散射（海之藍）和丁達爾效應(yīng)（云隙光）。
實際上，寫到這里大家可能也明白了，這篇文章其實是借給熊孩子“治病”的名義，講解了光的幾種最基本的性質(zhì)。
事實上我們?nèi)祟愓J識和研究光，也確實是如孩童般經(jīng)歷了上述幾個過程，希望大家都能體會先賢傳承知識的不易，把這些智慧的結(jié)晶代代相傳下去。
好了~收服熊孩子，帶他走上科研的不歸路的方法我已經(jīng)交給你了！接下來，從哪弄個孩子就是你們自己的事啦~請各位加油咯~我們下期節(jié)目再見~
參考文獻
1. 羅素. 西方哲學(xué)史[J]. 2005.
2. 歐幾里德. 《反射光學(xué)》.
3. 費馬. < ad="" locos="" planos="" et="" soli-dos="" isagoge="">.
4. 笛卡兒. 《方法論》.
5. 程路. 薄膜干涉條紋的定域[J]. 大學(xué)物理, 1982, 1(6):8-13.
6. 沈元壤. 非線性光學(xué)原理, 上[M]. 科學(xué)出版社, 1987.
7. 曹天元. 量子物理史話[M]. 遼寧教育出版社, 2008.
編輯：吉星
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