光、顏色與視覺：我們如何看見世界
基礎光沿直線傳播、遇鏡面反射入眼——彩虹七色其實一直藏在白光裡面。
- 光沿直線傳播：影子與小孔成像是證據。
- 反射定律：入射角＝反射角（由法線量度）。
- 鏡面反射成像；漫反射令物件各角度可見。
文體小知識：科學原理課——對應科學科課程「探索光、顏色和視覺」：光的直線傳播、反射定律與顏色的秘密。
§課文原文 Passage
1光是什麼？它是一種能量，沿直線傳播，速度每秒約三十萬公里——是宇宙中最快的速度。證明光沿直線傳播的簡單方法：晚上用手電筒照射黑暗的房間，光柱是一條筆直的線；日食與月影的邊緣同樣筆直。我們能看見不發光的物體，正是因為它們把光反射（反彈）進入我們的眼睛。
2光遇到不同表面，反射的方式不同。平行光線射向平滑表面（如鏡面），反射後仍然平行，這是鏡面反射——所以鏡子能成像；射向粗糙表面（如紙張），光線向四面八方反彈，這是漫反射——所以我們能從任何角度看見紙張。反射定律只有一句：入射角等於反射角。平面鏡的成像特點：像與物大小相同、左右相反、距離鏡面相等——虛像，不能投在屏幕上。
3白光其實是複色光。1666 年，牛頓用三稜鏡把白光分散成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色——這叫色散，證明白光由七色光混合而成。不透明物體的顏色，由它反射的色光決定：紅花反射紅光、吸收其他色光；白色反射全部色光，黑色吸收全部色光——夏天穿黑衣特別熱，就是這個原因。雨後彩虹，正是空中的小水滴充當了千萬個三稜鏡。
1重點摘要 Summary
光沿直線傳播、遇鏡面反射入眼——彩虹七色其實一直藏在白光裡面。
2生字卡 Vocabulary
表示光傳播路徑和方向的直線——光沿直線傳播。
光遇到表面反彈回來的現象。
入射角等於反射角——反射的基本規則。
平滑表面令平行光線反射後仍平行——形成影像。
粗糙表面令光線向各方反彈——令物件各角度可見。
鏡中形成的像，不能投映在屏幕上。
白光經三稜鏡分散成七色光的現象。
物體吸收色光而不反射——黑色吸收全部色光。
3逐步講解 Steps
- 步驟 1：光的直線傳播光在均勻介質中沿直線傳播，證據隨處可見：手電筒的光柱筆直，影子的邊緣成一直線，小孔成像上下顛倒。排隊時前面的人擋住視線，正是因為光不會拐彎，無法繞過障礙物進入眼睛。這條性質是畫光線圖的基礎，之後學習反射定律和成像規律都從「光沿直線行進」出發。
- 步驟 2：看見物體的原理我們能看見物體，是因為有光進入眼睛：太陽、燈泡這類發光體自己發光；月亮和書本本身不發光，靠把光反射入眼而被看見。你眼中所見的一切，其實都是進入眼睛的光。因此漆黑的房間裡看不見東西，並非物體消失了，而是沒有光可供反射，這正解釋了照明的重要意義。
- 步驟 3：反射定律光射到表面會反彈，規律十分精確：入射光線與法線的夾角稱為入射角，反射光線與法線的夾角稱為反射角，反射定律指出入射角等於反射角。量度時切記：角度從法線量起，而不是從鏡面量起，這是實驗和考試中最常見的錯誤。法線是垂直於鏡面的輔助線，先畫法線再量角。
- 步驟 4：鏡面反射 vs 漫反射反射分兩種：鏡面反射發生在平滑表面，光線整齊地朝同一方向反射，能形成清晰的像，例如鏡子和平靜的水面；漫反射發生在粗糙表面，光線散向四面八方，不能成像，卻令物件從各個角度都可見。兩者其實都遵守反射定律，分別只在表面是否平滑。白紙能從任何角度看見，靠的正是漫反射。
- 步驟 5：平面鏡成像三特點平面鏡成像有三個特點：像與物大小相同；左右相反，你舉右手，鏡中的你舉左手；像距等於物距，鏡後的像只能用眼睛看見，卻不能投影在屏幕上，稱為虛像。牙醫用小平面鏡觀察牙齒內側，正是利用左右反轉和等大成像，把看不見的位置變得可見。畫光線圖時要標明這三個特點。
- 步驟 6：顏色的秘密白光其實由七色組成，牛頓用三稜鏡把它分散成彩虹，證明了這一點。不透明物體反射與它同色的光，吸收其餘，所以紅紙只反射紅光；透明物體則讓同色的光透過，紅色濾鏡只讓紅光通過。若用紅光照射綠紙，紙反射不出綠光，便呈現暗黑。夏天穿淺色衣服較涼爽，同樣是顏色與光的學問。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
示範：答「為什麼我們能從不同角度看見一張紙，卻只能從特定方向看見鏡中的像？」
- 第一步：定性——紙張表面粗糙，發生漫反射；鏡面平滑，發生鏡面反射。
- 第二步：漫反射——光線向四面八方反彈，所以任何角度都有光線進入眼睛。
- 第三步：鏡面反射——光線只按反射定律整齊反射，只有站在特定方向才能接收到進眼的反射光。
- 第四步：收結——兩種反射都遵守「入射角等於反射角」，分別只在表面的平滑程度。
- 答案：範例答案：紙張表面粗糙，光線在其上發生漫反射，向四面八方反彈，所以任何角度都有反射光進入眼睛，我們便能看見它。鏡面平滑，光線發生鏡面反射，只朝一個方向整齊反射，所以只有站在特定位置才接收到反射光。兩種反射都遵守反射定律（入射角＝反射角），差別只在表面的粗糙程度。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1光的傳播路徑是怎樣的？
Q2反射定律的內容？
Q3我們能從任何角度看見紙張，因為什麼反射？
Q4彩虹是怎樣形成的？
Q5夏天穿黑衣為何較熱？
8重點回顧 Recap
- 光沿直線傳播：影子與小孔成像是證據。
- 反射定律：入射角＝反射角（由法線量度）。
- 鏡面反射成像；漫反射令物件各角度可見。
- 白光含七色；色散由牛頓三稜鏡實驗證明。
- 物體顏色由反射的色光決定——黑色吸收全部。