光的三種現象及其解釋的總結
河北省蔚縣代王城中學 康萬勝
初中物理的光學主要敘述了三種現象：光的直線傳播、光的反射、光的折射。教材以光的傳播路線為主線，按光的傳播方向從不變到改變，傳播介質由一種到兩種的順序，先后介紹了上述三種現象，并用生活中的例子作為知識的補充和延續。
一、光的直線傳播
1．條件：均勻介質
2．核心：傳播方向不變
3．具體事例：
①影子的形成：由于光沿直線傳播，于是在不透明物體后會形成一個黑暗區域。如圖1所示。
②日食、月食的形成：由于地球運行到月球的影子里，地球上某地的人們看到太陽被擋住了部分或全部這就是日食；而月食是由于月球運行到地球的影子里，地球上某地的人們看到月球部分或全部被擋住就是月食。月食如圖2所示。
③小孔成像：由于光的直線傳播，小孔前的明亮物體在另一側形成一個倒立的實像。如圖3所示。
二、光的反射
1．條件：光在傳播過程中，遇到其它物體
2．核心：改變傳播方向，但仍為原介質
3．具體事例：
①人能看到本身不發光的物體：是因為它們的表面要進行光的反射，反射光射入我們的眼中的緣故，而我們從不同角度看見是由于在表面進行的是漫發射。
②平面鏡成像：某一點的光射到平面鏡上會發生反射，反射光射入我們的眼睛，我們看上去鏡中也有一發光點，實際上是鏡前點的像。如圖4所示。
三、光的折射
1．條件：光在傳播過程中，遇到其它介質
2．核心：傳播方向一般發生改變，并且進入不同介質
3．具體事例：
①筷子變彎：斜放在水里的筷子從上面看上去似乎變彎了，這是因為光從水中射入空氣時發生折射造成的。如圖5所示。
②池水變淺：池中有清水的時候，實際比較深的池水我們看上去比較淺，這也是因為光從水中射入空氣時發生折射造成的。如圖6所示。
③凸透鏡能夠成像也是由于光在空氣和玻璃中發生折射的原因。
一、色光混合
色光的混合為加色混合，是光線的增加，兩種色光混合，光度為兩色之和，合色愈多，則光度愈強，愈近于白。其中品紅與綠、黃與藍、青與紅，這些補色光混合和紅與藍、綠三原色光混合都成為白光。彩色電視機、彩色顯示器、彩色液晶顯示器，三基色日光燈管就是應用該原理而設計制作的。色光的三原色為紅、綠、藍。
將這色光三原色紅（R）、綠（G）、藍（B）投射到一個白色的平面上時，兩種光色相疊射，則得出混合黃（Y）、品紅（M）、青（C）。如果將三種原色完全重疊投射，則混合出白光（W）。
格拉斯曼（H．Grassman）總結了加色混合的現象，叫做格拉斯曼顏色混合定律，有以下幾點：
（1）視覺只能辨別色彩的三種變化：明度、色相、純度。
（2）兩種光色組成的混合色中，如果一種色光發生變化，而另一種不變，則混合色也隨之變化。補色律：每一種色都有一個相應的補色，便產生中間色，其色調決定兩色的相對數量，其純度決定二者在色相環上的距離。
（3）色相相同的光，不論它們的光譜組成是否一樣，在混色中都具有同樣的效果，即視覺上相同的兩色，都是等色。代替律：相似色的混合仍然相似。如果A色＝B色，C色＝D色，那么A色＋C色＝B色＋D色。
（4）由幾種色光組成的混合色的亮度，是各色光亮度的總和。
二、顏料混合
繪畫顏料、印刷用的油墨及其它工業用的染料等等，這些著色材料的混色大體上比原來的顏色暗。原因他們反射光線的減少，兩色混合后，光度低于兩色各自原來的光度，合色愈多，被吸收的光線愈多，反射的光線愈少就愈近于黑。顏料三原色品紅（M）、黃（Y）、青（C）是減色原色，它們相加混合而形成的是（近似）黑（BK），或其中任何二種色料相加而呈現的混合色都是暗于原色，也就是要減卻二色的補色成分。所以稱這種色料的混合為減色混合。彩色印刷的油墨調配、彩色照片的原理及生產、彩色打印機設計以及實際應用，都是黃、品紅、青為三原色。彩色印刷品是以黃、品紅、青三種油墨加黑油墨印刷的，四色彩色印刷機的印刷就是一個典型的例證。在彩色照片的成像中，三層乳劑層分別為：底層為黃色、中層為品紅、上層為青色。各品牌彩色噴墨打印機也都是以黃、品紅、青加黑墨打印彩色圖片的。
顏料品紅（M）、黃（Y）、青（C）混合能產生紅（R）、綠（G）、藍（B），也就是說加色混合三原色與減色混合三原色成了各自相反的間色（二次色）。這個原理被應用于天然色攝影和原色版印刷等行業色的分解與構成。
三、視覺混色
視覺混色不是直接由色光混合的加色法，也不是直接用顏料調和的減色法，而是使用顏料的一種加色混合方法，也可以叫中間混合，正如約翰內斯．伊頓說的，“在我們討論色彩調和的顏料方法之外，還有用視覺調和的方法，這種的組成是將純度色彩并置成小色域或點子的視覺調和，然后從一定的距離來觀看這個表面具有的小色域或點、線的畫面。在眼睛中，他們有被調和成一個單一色彩的感覺。這種加色法調和類型的優越性是：混合后的色調摻合性較少，而顫動性則增加。”
視覺混色的色感，就其明度來說，既沒有提高，也沒有降低，如將色料三原色M（品紅）/Y（黃）/C（青）三等分色盤，G（藍紫）/Y（黃）和R（紅）/C（青）補色等分色盤，放在轉動裝置上，這些色盤旋轉中呈現的是漂亮的中灰色或淺灰色。這就是說，色料的三原色的反射光雖然混合不出白色，但在改變混合方法時，也不會是黑濁色，而是三色平均明度的灰色。同樣，互為補色的二種色料在此種混合下，也不是黑濁色，而是二色平均明度的灰色。雖然顏色盤的混合只能用于示范表演，但卻提示了這樣一個原理：在視網膜的相同部位，兩種以上顏色不斷予以刺激，就能在人的視覺上產生被平均了的混合色——保留著兩種色以上的各色平均明度的一種新的混色。
