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谁说月亮非光源
——光源定义例说

2012-03-20王伟民

物理通报 2012年8期
关键词:光源光学物体

王伟民

(太和县宫集镇中心学校 安徽 阜阳 236652)

“深蓝色的天空挂着一轮金黄的圆月,皓月周围还稀疏地点缀着数颗亮度不同、颜色各异的星星,景色非常之美.试问:月亮和星星都是光源吗?”

在讲授光源定义之前(后),很多教师都会给出上面的这段景色优美、带有悬念性的引入(问题).是呀,月亮和星星都是光源吗?实际上,要回答这个问题,关键应该看光源是如何定义的.

1 关于光源的定义

光源,乃光学中的首个定义,尽管该定义不十分重要.

笔者发现,对于光源定义,不同版本的教科书不尽相同.即使同一版本的教材,在不同时期,有时也存在一些差异,概括起来,有以下几种:

(1)能自行发光的物体叫光源(沪科版初中教材,1998年版);

(2)自行发光的物体叫光源(沪科版初中教材,2000年版);

(3)发光的物体叫光源(《现代汉语词典》,2005年版[1]);

(4)能发光的物体叫光源(人教版初中教材,2006年版).

说明:上面第(3)条虽非教科书中的定义,但由于其具有权威性,所以,笔者也把它并列在课本定义之中.

容易看出,这些定义内涵的共同点是“发光的物体”,不同点仅仅是对发光条件的不同限制,“能”和“自行”两条件的不同组合.

2 对限定词“能”的讨论

我们先撇开“自行”这一条件,那么光源定义就仅有2种形式了,即上面列举中的(3)和(4).虽说只有“能”这一字之差,其含义却截然不同——“发光的物体”指的是物体正在发光,而“能发光的物体”说的是物体具备了发光的本领,该物体可以正在发光,也可以未发光.若从集合的角度比较这两种定义外延的话,可以说,前者范围较小,后者范围较大,前者为后者的真子集.

我们知道,能发光的物体可以不发光,未发光的物体不一定不能发光.以蜡烛为例,它是“能发光的物体”,但是,未被点燃时,它是不会发光的,即使未发光,我们也不能说蜡烛不具备“能发光”的性质.可燃物“能发光”这一内在属性与“点燃”这一外在条件是没有任何关系的.如果将“能发光”作为光源定义的内涵,那么,蜡烛不论点燃与否,它都是光源,这与人们对光源的实际划分显然是不相符的.不仅如此,若这样定义光源的话,其他很多凡具备“能发光”的本领,但还未发光的物体就统统成了光源,如干木材是光源,蜂窝煤是光源,柴油、汽油是光源,因为它们都具备“能发光”的性质,甚至连路旁的石块也成了光源,因为石块在相互撞击时会产生火花,石块被扔出大气层之外,再高速返回大气层时,会因与空气摩擦燃烧而成为明亮的流星.石块是光源,这不成了天大的笑话.

由此可见,光源定义内涵中,发光条件“能”是必须删去的.

3 对“自行”限定词的讨论

我们再来分析“自行”条件对光源定义的影响.

将发光条件“能”删去之后,在上面列举的4种形式中,光源定义仅剩下了(2)和(3),两者相比,不难发现,(2)比(3)多了一个发光条件“自行”的限制,这样,(2)的定义外延就比(3)小了许多,在所有的发光物体中,只有“自行”发光的才算光源.其他靠别的因素而“他行”发光者统统被拒之光源大门之外,算不得光源.

笔者以为,“自行”发光条件的限制同样是不合适的.

首先,“自行”和“他行”的界限很难界定.

教科书和相关的教师用书均未对“自行”作任何解释,那么,怎样的发光才算是“自行”发光呢?我想,这一点也只能靠读者(含任课教师)去揣摩了.也许,不同的人会揣摩出不同的标准来.以笔者之愚见,所谓的“自行”发光,应该是不需要任何外在的条件,单靠自身的力量而独自发光吧.太阳是光源毋庸置疑,因为太阳的确是“自行”发光,月亮不是光源也说得过去,因为月亮是靠反射太阳光“借”光来发光的.那么,正在发光的白炽灯泡算不算光源呢?要知道,灯泡只有在通电条件下才能发光呀,你说这种发光是“自行”还是“他行”?再有,漆黑的夜晚,电视光屏被手电筒等强光照射,当手电筒关闭之后屏幕还能“亮”一段时间,这时的屏幕发光是“自行”还是“他行”呢?我想,谁也说不清楚,因为课本未给出“自行”发光的标准,实际上,也很难确定出“自行”发光与“他行”发光的明确界限.

其次,我们没有必要对光源的发光条件作任何限制.

我们知道,物理中的定义只是为了说明问题的方便而人为规定的.当然,光源定义是人们为了研究光学问题的方便而进行的人为划分.如果没有该定义,当人们用到发光物体时,说法就比较麻烦一些,比如,点光源只能说成是发光的亮点了.既然是为了研究光学问题的方便,我们就没有必要对发光体的发光原理作斤斤计较的区别.以月亮为例,它的确不是“自行”发光,但是,把它作为光源,应该不会对光学研究和分析带来任何的不便,与“自行”发光的天然光源太阳所发出的光相比,月亮光除了亮度较弱之外,找不到它与太阳光的任何相异之处,用月光同样可以进行各种光学实验和研究,如小孔成像实验、光谱分析、光的直线传播等等.我们有什么理由将月亮排斥于光源的范围之外呢?

看起来,“自行”这一发光条件也是必须删去的.

4 小结

最后需要说明的是,“自行”条件的限制,出现于10年前的教科书,现在的课本多将此条件删去了.然而,令人不可思议的是,我们的绝大多数任课教师,在课堂教学中讲授光源定义时,又都“自觉”地将“自行”条件给加了上去(大约是“惯性”的缘故吧),其目的仅仅是认为这样能调节课堂气氛,激发学生的学习兴趣(诚然,讲述光源定义时,向学生“补充”说明“光源定义中的发光,指的是自行发光”,并给出一些发光体,让学生判断是否是光源,的确可以调节课堂气氛.学生也许会因某个发光体是否是光源,争论得面红耳赤).在这些教师看来,光源定义中的“自行”二字,就好比“+3”前面的正号一样,即使不写,它也存在.殊不知,这样做,深究起来,只会给光学的研究带来更多的麻烦.试问,晴朗的夜晚,繁星满天时,我们还要一个个地去确认哪颗是光源,哪颗不是光源吗?又能区分得清吗( 因为恒星是“自行”发光,太阳系中的行星大多像月亮一样,靠反射太阳光而发光,还有少数巨行星在反射太阳光的同时,也在“自行”发光)?

假如,自然界中的发光物体只有两类,一类像太阳、烛焰等仅靠自己的力量而“自行”发光;另一类如月亮、电影屏幕等凭借反射其他物体的光线而“他行”发光,两者之间的发光原理有明确的“界线”,那么,将“自行发光的物体”作为光源定义的内涵,并将月亮排斥于光源范畴之外,倒也无可厚非.然而,自然界中偏偏还有一类发光的物体,诸如前面所提的被强光照射后的电视屏幕、太阳系中的巨行星等,如果用“自行”和“他行”的标准区分的话,根本无法分得清楚,那真的是剪不断,理还乱.将发光条件“自行”给删去,应该说是一种无奈之举.

由此看来,上面列举光源的4种定义形式中,“发光的物体叫光源”是最合适不过的了.

参考文献

1 中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典(第五版).北京:商务印书馆,2005.510

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