在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，通常簡稱光的直線傳播。它是幾何光學(xué)的重要基礎(chǔ)，利用它可以簡明地解決成像問題。人眼就是根據(jù)光的直線傳播來確定物體或像的位置的，這是物理光學(xué)里的一部分。

原理

自身能夠發(fā)光的物體叫做光源。它分為兩種，一種是自然光源，如太陽、螢火蟲等，另一種是人造光源，如發(fā)光的電燈、點燃的蠟燭（燭焰）。

月亮不是光源。月亮依靠太陽的光反射而發(fā)光?；鹦且膊皇枪庠?。

通過對光的長期觀察，人們發(fā)現(xiàn)了沿著密林樹葉間隙射到地面的光線形成射線狀的光束，從小窗中進(jìn)入屋里的日光也是這樣。大量的觀察事實，使人們認(rèn)識到光是沿直線傳播的。為了證明光的這一性質(zhì)，大約二千四五百年前我國杰出的科學(xué)家墨翟和他的學(xué)生完成了世界上第一個小孔成倒像的實驗，發(fā)現(xiàn)并解釋了小孔成倒像的原理。雖然他講的并不是成像而是成影，但是道理是一樣的。

在一間黑暗的小屋朝陽的墻上開一個小孔，人對著小孔站在屋外，屋里相對的墻上就出現(xiàn)了一個倒立的人影。為什么會有這奇怪的現(xiàn)象呢？墨家解釋說，光穿過小孔如射箭一樣，是直線行進(jìn)的，人的頭部遮住了上面的光，成影在下邊，人的足部遮住了下面的光，成影在上邊，就形成了倒立的影。這是對光直線傳播的第一次科學(xué)解釋。

性質(zhì)

為了表示光的傳播情況，我們通常用一條帶箭頭的直線表示光的徑跡和方向。這樣的直線叫光線。

光在同種均勻的介質(zhì)中是沿直線傳播的。

光的直線傳播性質(zhì)，在我國古代天文歷法中得到了廣泛的應(yīng)用。我們的祖先制造了圭表和日晷，測量日影的長短和方位，以確定時間、冬至點、夏至點；在天文儀器上安裝窺管，以觀察天象，測量恒星的位置。

光在同一種均勻物質(zhì)中沿直線傳播.光可以在空氣、水、玻璃等透明物質(zhì)中傳播.光的傳播可以不需要介質(zhì),光可以在真空中傳播。要注意光沿直線傳播的條件是同種均勻物質(zhì).。

此外，我國很早就利用光的這一性質(zhì)，發(fā)明了皮影戲。漢初齊少翁用紙剪的人、物在白幕后表演，并且用光照射，人、物的影像就映在白幕上，幕外的人就可以看到影像的表演。皮影戲到宋代非常盛行，后來傳到了西方，引起了轟動。

種類

點光源

點光源是理想化為質(zhì)點的向四面八方發(fā)出光線的光源，點光源是抽象化了的物理概念，為了把物理問題的研究簡單化。就像平時說的光滑平面，質(zhì)點，無線光源空氣阻力一樣，點光源在現(xiàn)實中也是不存在的，指的是從一個點向周圍空間均勻發(fā)光的光源。

線光源

線光源是指發(fā)光的模式，是通過專門設(shè)計的光學(xué)鏡頭組輸出一條狹長的紫外光帶，滿足封邊，印刷等領(lǐng)域的生產(chǎn)需要。

面光源

面光源是指發(fā)光的模式，相對led點光源及普通燈具光源而言，現(xiàn)有面光源如平板光源，led面光源具有出光柔和、不傷眼、省電、光線自然等特點，是將來光源產(chǎn)品發(fā)展的重要方向。

歷史沿革

十四世紀(jì)中葉，元代天文數(shù)學(xué)家趙友欽在他所著的《革象新書》中進(jìn)一步詳細(xì)地考察了日光通過墻上孔隙所形成的像和孔隙之間的關(guān)系。他發(fā)現(xiàn)當(dāng)孔隙相當(dāng)小的時候，盡管孔隙的形狀不是圓形的，所得的像卻都是圓形的；日食的時候，像也有缺，和日的食分相同；孔的大小不同，但是像的大小相等，只是濃淡不同；如果把像屏移近小孔，所得的像變小，亮度增加。對于這一現(xiàn)象，趙友欽經(jīng)過精心思索和研究，得出了關(guān)于小孔成像的規(guī)律。

他認(rèn)為孔相當(dāng)小的時候，不管孔的形狀怎樣，所成的像是光源的倒立像，這時孔的大小只不過和像的明暗程度有關(guān)，不改變像的形狀。當(dāng)孔相當(dāng)大的小孔成像示意圖。時候，所得到的像就是孔的正立像。

實驗方法

為了證實這個結(jié)論，趙友欽設(shè)計了一個比較完備的實驗。在樓下的兩間房子的地板中各挖兩個直徑四尺多的圓井，右邊的井深四尺，左邊的深八尺，在左井里放置一張四尺高的桌子，這樣兩井的深度就相同。作兩塊直徑四尺的圓板，板上各密插一千多枝蠟燭，點燃后，一塊放在右井井底，一塊放在左井桌上。

在井口各蓋直徑五尺、中心開小方孔的圓板，左板的方孔寬一寸左右，右板的方孔寬半寸左右。這時可以看到樓板上出現(xiàn)的都是圓像，只是孔大的比較亮，孔小的比較暗。趙友欽用光的直線傳播的道理，說明了東邊的燭成像于西，西邊的成像于東，南邊的成像于北，北邊的成像于南，每根燭都有對應(yīng)的像，由于一千多枝燭是密集成圓的，所成的像也相互連接成為圓像。這樣就說明了在光源、小孔、像屏距離不變的情況下，所成的像形狀不變，只有照度上的差別：孔大的“所容之光較多”，因而比較亮；孔小的“所容之光較少”，因而比較暗。

如果把右井里東邊的蠟燭熄滅五百枝，那右邊房間樓板上的像西邊缺半，相當(dāng)于日月食的時候影和日、月食分相等一樣。如果在左邊中蠟燭巰密相間，只燃點二三十枝，那像雖是圓形分布，但是各是一些不相聯(lián)接的暗淡方像；如果只燃一燭，方孔對于燭光源來說不是相當(dāng)?shù)匦?，因而出現(xiàn)的是方孔的像；把所有的燭重新點著，左邊的像就恢復(fù)圓形。

其次，在樓板上平行于地面吊兩塊大板作為像屏，這時像屏距孔近，看到的像變小而明亮。接著去掉上面所說的吊著的兩塊板，仍以樓板作為像屏，撤去左井里的桌子，把蠟燭放到井底，這時左井的光源離方孔遠(yuǎn)，左邊的樓板上出現(xiàn)的像變小，而且由于燭光弱，距離增加后亮度也變?nèi)酢?/p>

從這些實驗結(jié)果，趙友欽歸納得出了小孔成像的規(guī)律，指出了燭（光源）的遠(yuǎn)近、強(qiáng)弱和小孔、像屏的遠(yuǎn)近之間的關(guān)系，指出像屏近孔的時候像小，遠(yuǎn)孔的時候像大；燭距孔遠(yuǎn)的時候像小，近孔的時候像大；像小就亮，像大就暗；燭雖近孔，但是光弱，像也就暗；燭雖遠(yuǎn)孔，但是光強(qiáng)，像也就亮。實驗的最后一步是撤去復(fù)蓋井面的兩塊板，另在樓板下各懸直徑一尺多的圓板，右板開廣四寸的方孔，左板開各邊長五寸的三角形孔，調(diào)節(jié)板的高底，就是改變光源、孔、像屏之間的距離。

這時仰視樓板上的像，左邊是三角形，右邊是方形。這說明孔大的時候所成的像和孔的形狀相同：孔距屏近，像小而明亮；孔距屏遠(yuǎn)，像大而暗淡。

從以上的實驗結(jié)果，趙友欽得出了小孔的像和光源的形狀相同、大孔的像和孔的形狀相同的結(jié)論，并指出這個結(jié)論是“斷乎無可疑者”。用這樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒?，來證明光的直線傳播，闡明小孔成像的原理，這在當(dāng)時世界上是絕無僅有的。

解釋現(xiàn)象

物影關(guān)系

墨家還利用光的直線傳播這一特性，解釋了物和影的關(guān)系。飛翔著的鳥兒，它的影子也仿佛在飛動著。墨家分析了光、鳥、影的關(guān)系，揭開了影子自身并不直接參加運動的秘密。墨家指出鳥影是由于直線行進(jìn)的光線照在鳥身上被鳥遮住而形成的。當(dāng)鳥在飛動中，前一瞬間光被遮住出現(xiàn)影子的地方，后一瞬間就被光所照射，影子便消失了；新出現(xiàn)的影子是后一瞬間光被遮住而形成的，已經(jīng)不是前一瞬間的影子。

因此，墨家得到了“景不徙”的結(jié)論，“景”通“影”，就是說，影子不直接參加運動。那么為什么影子看起來是活動著的呢？這是因為鳥飛動的時候，前后瞬間影子是連續(xù)不斷地更新著，并且變動著位置，看起來就覺得影是隨著鳥在飛動一樣。在二千四五百年前，能這樣深入細(xì)致地研究光的性質(zhì)，解釋影的動和不動的關(guān)系，的確是非常難能可貴的。墨家還從光線直線傳播的原理解釋了投影和半影的現(xiàn)象。

影子形成

光從光源傳播出來，照射在不透光的物體上，不透光的物體把沿直線傳播的光擋住了，在不透光的物體后面受不到光照射的地方就形成了影子。

日食

日食，又作日蝕，在月球運行至太陽與地球之間時發(fā)生。這時對地球上的部分地區(qū)來說，月球位于太陽前方，因此來自太陽的部分或全部光線被擋住，因此看起來好像是太陽的一部分或全部消失了。

月食

當(dāng)月球運行至地球的陰影部分時，在月球和地球之間的地區(qū)會因為太陽光被地球所遮閉，就看到月球缺了一塊。此時的太陽、地球、月球恰好 - 或幾乎在同一條直線上。

小孔成像

用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間，屏幕上就會形成物的倒像，我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。

激光準(zhǔn)直

激光束作為基準(zhǔn)線，在被測點上設(shè)置激光束的接收裝置，求得準(zhǔn)直點偏離值的一種測量方法

其它

隊列對齊

射擊瞄準(zhǔn)

木匠只用一只眼看木板是否刨平

古代人用影子來計時

光在真空中傳播速度最快，最快為c=3x10m/s=3x10km/s?？諝庵械墓馑俾孕∮谡婵罩械墓馑?，光在水中的速度為3/4c，在玻璃中的速度為2/3c。

同時，介質(zhì)的密度越大，光速越小。

應(yīng)用領(lǐng)域

人造光源

太陽給人類以光和熱，這是人類不可缺少的光源。但是由于地球的自轉(zhuǎn)，形成了白晝和黑夜。每到晚上，黑暗就籠罩著大地。生活在遠(yuǎn)古的人類祖先，對黑夜是無能為力的。黑暗給人們以可怕、可惡的感覺，直到今天黑暗仍為人們用來形容邪惡。不知經(jīng)歷了多少個世紀(jì)，人類才發(fā)現(xiàn)火也能提供光和熱。開始是使用天然火，以后又發(fā)明了人工摩擦取火。

人工摩擦取火的發(fā)明是人類歷史的一個劃時代進(jìn)步，它“第一次使人支配了一種自然力，從而最終把人同動物界分開”。生活在五十萬年以前的北京猿人就已經(jīng)懂得使用天然火，大約在幾萬年前人類又學(xué)會了用鉆木的方法人工取火?；鹪陂L時期里一直是人們唯一可以利用的人造光源，后來人們創(chuàng)造了油燈、蠟燭，但還是離不開火，一直到近代發(fā)明了電燈才取代了火。