光、颜色与视觉：我们如何看见世界
基础光沿直线传播、遇镜面反射入眼——彩虹七色其实一直藏在白光里面。
- 光沿直线传播：影子与小孔成像是证据。
- 反射定律：入射角＝反射角（由法线量度）。
- 镜面反射成像；漫反射令物件各角度可见。
文体小知识：科学原理课——对应科学科课程「探索光、颜色和视觉」：光的直线传播、反射定律与颜色的秘密。
§课文原文 Passage
1光是什么？它是一种能量，沿直线传播，速度每秒约三十万公里——是宇宙中最快的速度。证明光沿直线传播的简单方法：晚上用手电筒照射黑暗的房间，光柱是一条笔直的线；日食与月影的边缘同样笔直。我们能看见不发光的物体，正是因为它们把光反射（反弹）进入我们的眼睛。
2光遇到不同表面，反射的方式不同。平行光线射向平滑表面（如镜面），反射后仍然平行，这是镜面反射——所以镜子能成像；射向粗糙表面（如纸张），光线向四面八方反弹，这是漫反射——所以我们能从任何角度看见纸张。反射定律只有一句：入射角等于反射角。平面镜的成像特点：像与物大小相同、左右相反、距离镜面相等——虚像，不能投在屏幕上。
3白光其实是复色光。1666 年，牛顿用三棱镜把白光分散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色——这叫色散，证明白光由七色光混合而成。不透明物体的颜色，由它反射的色光决定：红花反射红光、吸收其他色光；白色反射全部色光，黑色吸收全部色光——夏天穿黑衣特别热，就是这个原因。雨后彩虹，正是空中的小水滴充当了千万个三棱镜。
1重点摘要 Summary
光沿直线传播、遇镜面反射入眼——彩虹七色其实一直藏在白光里面。
2生字卡 Vocabulary
表示光传播路径和方向的直线——光沿直线传播。
光遇到表面反弹回来的现象。
入射角等于反射角——反射的基本规则。
平滑表面令平行光线反射后仍平行——形成影像。
粗糙表面令光线向各方反弹——令物件各角度可见。
镜中形成的像，不能投映在屏幕上。
白光经三棱镜分散成七色光的现象。
物体吸收色光而不反射——黑色吸收全部色光。
3逐步讲解 Steps
- 步骤 1：光的直线传播光在均匀介质中沿直线传播，证据随处可见：手电筒的光柱笔直，影子的边缘成一直线，小孔成像上下颠倒。排队时前面的人挡住视线，正是因为光不会拐弯，无法绕过障碍物进入眼睛。这条性质是画光线图的基础，之后学习反射定律和成像规律都从「光沿直线行进」出发。
- 步骤 2：看见物体的原理我们能看见物体，是因为有光进入眼睛：太阳、灯泡这类发光体自己发光；月亮和书本本身不发光，靠把光反射入眼而被看见。你眼中所见的一切，其实都是进入眼睛的光。因此漆黑的房间里看不见东西，并非物体消失了，而是没有光可供反射，这正解释了照明的重要意义。
- 步骤 3：反射定律光射到表面会反弹，规律十分精确：入射光线与法线的夹角称为入射角，反射光线与法线的夹角称为反射角，反射定律指出入射角等于反射角。量度时切记：角度从法线量起，而不是从镜面量起，这是实验和考试中最常见的错误。法线是垂直于镜面的辅助线，先画法线再量角。
- 步骤 4：镜面反射 vs 漫反射反射分两种：镜面反射发生在平滑表面，光线整齐地朝同一方向反射，能形成清晰的像，例如镜子和平静的水面；漫反射发生在粗糙表面，光线散向四面八方，不能成像，却令物件从各个角度都可见。两者其实都遵守反射定律，分别只在表面是否平滑。白纸能从任何角度看见，靠的正是漫反射。
- 步骤 5：平面镜成像三特点平面镜成像有三个特点：像与物大小相同；左右相反，你举右手，镜中的你举左手；像距等于物距，镜后的像只能用眼睛看见，却不能投影在屏幕上，称为虚像。牙医用小平面镜观察牙齿内侧，正是利用左右反转和等大成像，把看不见的位置变得可见。画光线图时要标明这三个特点。
- 步骤 6：颜色的秘密白光其实由七色组成，牛顿用三棱镜把它分散成彩虹，证明了这一点。不透明物体反射与它同色的光，吸收其余，所以红纸只反射红光；透明物体则让同色的光透过，红色滤镜只让红光通过。若用红光照射绿纸，纸反射不出绿光，便呈现暗黑。夏天穿浅色衣服较凉爽，同样是颜色与光的学问。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
示范：答「为什么我们能从不同角度看见一张纸，却只能从特定方向看见镜中的像？」
- 第一步：定性——纸张表面粗糙，发生漫反射；镜面平滑，发生镜面反射。
- 第二步：漫反射——光线向四面八方反弹，所以任何角度都有光线进入眼睛。
- 第三步：镜面反射——光线只按反射定律整齐反射，只有站在特定方向才能接收到进眼的反射光。
- 第四步：收结——两种反射都遵守「入射角等于反射角」，分别只在表面的平滑程度。
- 答案：范例答案：纸张表面粗糙，光线在其上发生漫反射，向四面八方反弹，所以任何角度都有反射光进入眼睛，我们便能看见它。镜面平滑，光线发生镜面反射，只朝一个方向整齐反射，所以只有站在特定位置才接收到反射光。两种反射都遵守反射定律（入射角＝反射角），差别只在表面的粗糙程度。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1光的传播路径是怎样的？
Q2反射定律的内容？
Q3我们能从任何角度看见纸张，因为什么反射？
Q4彩虹是怎样形成的？
Q5夏天穿黑衣为何较热？
8重点回顾 Recap
- 光沿直线传播：影子与小孔成像是证据。
- 反射定律：入射角＝反射角（由法线量度）。
- 镜面反射成像；漫反射令物件各角度可见。
- 白光含七色；色散由牛顿三棱镜实验证明。
- 物体颜色由反射的色光决定——黑色吸收全部。