先说一个大前提:所有“XXX射”都在讲波或粒子与“介质”互动时的现象
不管是光、X射线、电子、雷达波,还是声波,它们在遇到某种物质时,可能会穿过去、弹回来、绕开去、分裂开、消散掉、释放出来……这类行为,中文里就喜欢用“射”字来总结。
所以,本文主角是这些现象(术语):
反射、折射、散射、透射、衍射、吸收、发射、……
我们来一一拆解。
1️⃣反射:光“弹”回去了
定义:当光(或波)碰到物体表面,部分或全部被“弹回来”,这叫反射。
举例:
镜子反光,是因为光线被镜子反射了;
水面像镜子一样,也是一种反射;
雷达测距靠的也是电磁波反射回来。
关键点:入射角 = 反射角,路径是“回头”的。
2️⃣ 折射:光“弯”了过去
定义:光(或波)从一种介质进入另一种介质时,方向发生变化,叫折射。
举例:
筷子插进水里看起来“弯了”,是折射;
眼镜改变光的路径,也是折射;
彩虹的形成是因为水滴对阳光折射 + 反射。
关键点:速度变了,方向就偏了。
3️⃣ 透射:光“穿”过去了
定义:当光直接通过一个物体,没有被吸收、散射、反射掉的那部分,叫透射。
举例:
阳光穿过窗户,玻璃对光有透射;
X射线穿过皮肤照骨头,是透射;
光透过镜片才能成像,也是透射。
关键点:穿过去不等于不改变方向,折射+透射常一起出现。
4️⃣ 散射:光“乱弹”开了
定义:当光(或波)遇到不规则结构(颗粒、分子),被随机“打散”到各个方向,这叫散射。
举例:
天空是蓝色,是因为阳光中的蓝光被大气分子散射最厉害;
白云是白的,是因为水滴把光全波段都散射了;
聚合物研究用SAXS(小角X射线散射)测微观结构。
关键点:方向变乱了、不是按角度反弹,是被“击碎”一样到处跑。
5️⃣ 衍射:光“绕”过去了
定义:波遇到障碍物或狭缝时,会“绕开去”,形成扩散或干涉花纹,这叫衍射。
举例:
声音能绕过门缝,是声音波的衍射;
光经过细缝形成花纹,是光的衍射;
X射线衍射(XRD)测晶体结构,就是利用这个。
关键点:波“转弯”通过细缝,产生图案。
6️⃣ 吸收:光“被吃掉”了
定义:光的能量被物质“吃掉了”,变成了热、电子激发等能量形式,这叫吸收。
举例:
黑衣服比白衣服吸热,是因为它吸收更多光;
紫外光照射皮肤会被吸收,产生晒伤;
红外光吸收光谱,用来分析材料成分。
关键点:光不再“出来”,能量变形了。
7️⃣ 发射:光“释放”出来了
定义:物质吸收了能量后再释放出来,比如发光、释放粒子,这叫发射。
举例:
萤火虫发光是生物发射;
气体放电管发出红色或蓝色光;
荧光材料吸收紫外、发射可见光。
关键点:先吸后放,放出来才叫发射。
对比总结表:
序号 | 现象 | 解释 | 例子 |
1 | 反射 | 光打到表面反弹回去 | 镜子 |
2 | 折射 | 光从一个介质到另一个时弯折 | 筷子插水 |
3 | 透射 | 光穿过介质传到另一侧 | 玻璃窗 |
4 | 散射 | 光被乱弹出去多方向 | 天空蓝 |
5 | 衍射 | 光绕过小孔产生干涉花纹 | 光栅 |
6 | 吸收 | 光的能量被“吃掉" | 黑衣服热 |
7 | 发射 | 物体发出光或粒子 | 萤光棒 |