仰望苍穹，世界万物均聚集在一个以大地为支撑的地球的外部圈层上，它们分别叫做大气圈、生物圈、岩石圈和水文圈，这几套系统相互维持，共生共存。人类希望有一把“量天尺“，用它规范起天的概念，大气的垂直分层是给大气层来个纵向划分，是地球大气最主要的划分方法：主要根据大气在垂直方向上温度变化的特征，大体划分为五个层次，层次之间的界限高度是不严格的，主要随季节和昼夜的改变而变化的一个过渡状态。从地面开始依次被分为对流层、平流层、中间层、热层（电离层）和外大气层。大致规定18千米以下的大气是处于对流层；18-50千米处于平流层；50-87千米处于中间层；87千米以上处于热层。大气主要由78%的氮气、20%的氧气、1%氩气、0.04%二氧化碳和少量的接近1%的臭氧、水汽、固体杂质及其他物质组成。又有一种概述，即大气层的纵切图呈现层级结构：最上层位于3000公里以上属于热层大气，太阳粒子和气象卫星活动在此区域；80公里以上为中层大气，紫外线在此处隔离；50公里以上为平流层大气，飞机适宜在本层底部对流层顶部飞行；10公里以上为对流层大气，发生降水，水汽置换等天气现象。

举个例子说：我国的青藏高原，海拔和纬度位置高，加上平流层对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射强,光照强烈等原因，造成青藏高原空气稀薄，白天紫外线光照强烈，夜晚骤寒明显的大陆性气候特征，大家经常见到当地人穿着厚厚的棉袍，却把一只袖子别在腰里，所以大家描述西藏的人们就是这样的生活情景“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，早上冷时穿的厚厚的，到了下午感觉热了，把袖子摘下来。从全球角度看对流层，对流层大气的厚度由赤道向两级逐渐减少。低纬地区太阳高度角较大，大气受热较多，对流旺盛，对流层较厚；高纬地区太阳高度角较小，大气受热较少，对流较弱，对流层厚度较薄。对流层是被大家普遍熟知的天空，太阳辐射的红外线光被云层、H2O和CO2吸收，对动植物的生命活动意义重大。另外太阳辐射遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射；云层里也会发生光的反射现象。有了平流层的保护，人们抬头就可以看见风、云、雨、雪、霜、雾、雷电等的各种物理现象和物理过程了。我们可以观察到这些景色：风雨阴晴变幻，犹如人之思绪，有时候波澜起伏久久难以平静；有时候静如止水，深邃而静谧。近期出现在一处旅游景点，于三面环山，湖上的风浪就越发强劲。说明某地的风力不仅与季节有关还与这一带的地形有关。

风，若出现在雨后或者出现在秋高气爽时节。似一种“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡”的帝王的气概。汉高祖刘邦出征归来时，途径故乡沛县，设宴招待家乡的故交父老，酒酣时自己击筑(古代乐器)而歌，《大风歌》里面的一句歌词道“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡，安得猛士兮守四方!”何等之豪情万丈。这里的沛县，处于江苏省境内，这里的大风，不如北方的西北风那么强劲。这里的风的产生原因很多，首先要提到的是大气的水平运动。大气为什么会运动？在地球自转和公转的影响下，会有水平气压梯度力和地转偏向力的惯性力量影响不同气压的气团，它们彼此之间是一个平衡的过程，先是按照水平气压梯度力的方向开始做水平运动，然后按照地转偏向力的发生方向的偏移。大气整体性的形成众多的气旋或反气旋，直至形成气压带。这样的格局形成了天气和气候的框架，也与世界大洋的洋流分布有直接关联。而江苏省沛县又位于中国大陆东部沿海中心，地理上地势平缓，水脉纵横，属暖温带半湿润季风气候，四季分明：冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，秋季天高气爽，春季天干多变。那么沛公所经历的大风，不是吹来的雨前风，就是在讲他当时的心情啊！现在人们给大风编上了风力的等级:“大漠孤烟直”代表无风；“吹动着你的秀发”代表一级；“风吹面”代表二级；“红旗招展”代表三级；“将书桌纸片吹飞”代表四级；“小树弯腰”代表五级；“大风呼啸”代表六级；“迎风行走不便”代表七级；“折断树枝”代表八级；“瓦片掀飞”代表九级；“拔树倒屋”代表十级，我国东南沿海地区夏季可见；“卷起建筑”代表龙卷飓风十一二级。十级以上的风已经可以给大家的生活造成灾害性的伤害了。对于龙卷风，还有一种藤田分级（Tornadoes）根据龙卷风的风力及其破坏程度，利用测定出风每秒中的速度，将龙卷风分为F0, F1, F2, ...F5共六个等级。飓风的形成原因有很多，基本分布在海洋沿岸地区或深海区域。要知道的是所有的低气压气流，包括飓风在内，在北半球都是逆时针方向旋转的。而南半球的风暴却是顺时针方向旋转的。总的来说，由于太阳辐射受热不均，导致风的出现。一种是季风，呈周期性出现；一种是暴风。御风而行的现代设备有：滑翔机、热气球、无人机、风力发电塔、帆船等这些都属于航空领域，航空技术是人类20世纪所取得的最重大的科技成就之一，而在民用航空领域得到了空前的发展和惊人的成绩。同时风又是一种清洁能源，我国几处著名的风力发电厂有新疆达坂城风力发电厂、南澳风力发电厂、内蒙古辉腾锡勒风力发电厂。实际上风力发电，是把风的动能转为电能。分为陆地风能发电和海上风能发电，这种驱动能源可再生、环保、可长期发电是几种常见的清洁能源之一（太阳能发电、风力发电、潮汐发电、核电等）。

雨，小云滴的积少成多，出现在冷热气流交汇，形成锋面降雨，犹如“水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇”的诗情画意，有时雨还会和太阳玩耍，形成湿热环境下的自然降雨——太阳雨，多么精灵顽皮。“空旷的群山沐浴了一场新雨，夜晚降临使人感到已是初秋。皎皎明月从松隙间洒下清光，清清泉水在山石上淙淙淌流。”影响降雨的水汽上升凝结，最初只是水汽，但是空气中存在着无数悬浮微粒，周围气压因此逐渐降低，体积膨胀，当水汽接近饱和，就会凝结成小云滴或冰晶漂浮在空气中形成云。水汽分子继续不断的凝结、大小云滴在不断运动中合并，云滴增大为雨滴，当空气托不住是，就形成雨雪。天空会形成三种降水——地形雨、锋面雨和对流雨。1742年瑞士天文学者安德斯•摄西阿斯提出的，表示：在1标准大气压下水的凝固点为0度，沸点为100度，把100度的沸点分成100份，1等份为1度。拿起探针，测试水的温度。探针十分敏感，利用金属皮将冷热感传给内部包裹的铂金属温度传感器，再利用液晶显示屏显示温度数字。相对湿度是指，（在特定温度下空气中的含水量与最大含水量的百分比，）空气中的含有的水汽越少，空气越干燥，反之越潮湿。空气中的干湿程度称为“湿度”。空气的湿度太大，也会形成降雨，就像之前提到的太阳雨。 “莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马。谁怕！一蓑烟雨任平生。料峭春风吹酒醒，微冷，山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处。归去，也无风雨也无晴。“这首流传了上百年定风波写出苏轼黄州（今湖北省黄冈市）郊外途中遇大雨乃吟啸徐行，抒发了其不畏境遇的情怀。黄州区位于长江中游北岸，西南濒长江与鄂州市相望，东面临巴河与浠水县毗邻，西北部与团风县接壤，三面环水，北靠山区，夏天潮湿多雨，也算是古人如实记载了黄州这个地区，夏季常有降雨的佐证。局部地区的降水过程也许是一个稍大的水汽循环圈。水循环是指地球上的水从地表蒸发，凝结成云，再以雨、雪等形式降落到陆地上，形成径流，积累到土中或水域，再次蒸发，周而复始的循环过程。

云，如曲水流长，变幻莫测，像一种天气的表情。云是大气中水汽凝结或凝华而成的水滴、过冷水滴、冰晶或者它们混合组成的漂浮在空中的可见聚合物，云是地球上庞大的水循环的有形的结果。细细端详漫天舒云，有说像小猫的，有说像汽车的，像棉花，亦或是像流动的水。观云识天，云是今年气象日的主角，翻一卷《国际云图集》。看一看它们的形成位置和大致形状。云可分为中云和低云，中云大约散布在天空2000-6000米处，常见的有平行滚轴云、荚状高积云、堡状高积云等；低云大致散布在2000米以下，常见的有晴天积云、中展积云、云街、浓积云、积雨云、层云、层积云、地形层云等。如果你发现了更微妙的天气现象伴随着更奇特的云彩，赶紧查查图集，兴许是发现了新的种类。一片云彩，一方土地 ；几番耕耘，几番劳作。仰首看天，俯身种田，祖祖辈辈的农民靠天吃饭，苑囿于天。“锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。”雨露滋润下，庄家秧苗喝饱了水，充盈了泥土地。农民脸上的皱纹舒展开了，唱着山野小调，喝一口黄茶、老酒，看一看朗朗天际，无比惬意。但是如果遇到气象问题，就会影响收成，让粮食减产。很多农业学家都在研究让粮食增产增收的方法，对待春旱天气，人们想到人工增雨的办法：人们利用增雨飞机、高射炮、火箭弹等设备运送增雨的催化剂，促进小水滴融合，或主动吸收周围水分形成冰晶并下落，下落过程中预热空气融化并聚集成大的水滴，形成降雨。总之，人工影响天气主要可以人工增雨（雪）、防雹、消雾等，可以为防御干旱、减轻冰雹损失、减缓霜冻灾害、增加水库蓄水和高山积雪、提高机场和公路能见度、森林草原防火和灭火、缓解大气和水污染等提供服务。

地球平流层，主要油干洁空气、水汽和悬浮在空气中的固体杂质所组成的。人之生命，在于呼吸之间，而吸进氧气，呼出二氧化碳。平流层里的臭氧可以吸收大量紫外线，包括X射线、γ射线，占太阳辐射总能量的7%。平流层也是飞机飞行的高度，由于水汽、悬浮固体颗粒、杂质等极少，天气比较晴朗，光线比较好，能见度很高，便于高空飞行，并且顾名思义空气以平流运动比较稳定。低于这一高度有很多天空是飞机的“禁行区”。但是需要在起飞的一段时间穿过低空到达平流层，飞机又是满油满客的状态，例如对流层上部有一条狭长的急速流动的空气带，这些风带又数千千米长，数百千米宽。急流中的风速可达每小时300千米；再例如由于靠近山岳的高空中空气呈现一种复杂和无序的状态， 会有由山引起的强气流“山岳波”扰动的紊流空气，如果空气潮湿还会呈现滚轴云或波状云的标志，机长就要果断地避开这样的空中路线。另外，飞鸟飞不到这个高度……种种原因使客机在平流层飞行更加安全。不过现今的科技发展，功能更强大的飞机正逐渐被科学家发明出来，例如我国国产大飞机C919。C919飞机的翼展，35.8米，飞行时并不会因为空气阻力而爬升缓慢。相反可以利用机翼升力使飞机以最小阻力让飞机在刚起飞时往高空爬升。根据伯努利效应，它是流体作稳定流动时的基本现象之一，空气和水都属于流体。流体流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。由于机翼的纵切面显示上面是圆圆的鼓起来的，空气流动最大产生了压力差，使飞机在爬升时产生机翼升力。机身整体造型也是流线型的，而它的发动机使用大风扇吸进更多的空气，压缩空气爆炸形成巨大的后推力，让飞机像只大铁鸟一样“飞翔”。

雷霆乍起，四海翻腾，五洲震荡，声嘶力竭；霹雳电闪可是本杰明·富兰克林最钟爱的大规模放电现象，是现代建筑之外的天然奇景。由于声音的传播速度比光要慢，声在空气中的速度是340米，也就是每秒大约一公里3秒钟，而光在真空中的速度为299792458千米每秒（太阳辐射的光速），所以我们当然是先见其形，再闻其声了。天空中带不同电荷的云相互靠近时发生互相摩擦，或带电荷的云与地面靠近时，都会发生大规模的放电现象，我们把这种不规则的天然电弧叫做闪电，打雷的过程中发生电荷中和。相类似的电象有极光、雷暴、闪电。整个过程发生时产生能量转换，温度高达几万摄氏度，使周围空气急剧膨胀，发出巨大响声，我们称之为打雷。不知大家关注过飞机穿越雷暴的新闻没有，场面可是惊出一身冷汗。自然环境下闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。不过飞机大多可以安然无恙的穿过去，都要归公于飞机杰出的避雷设备。飞行的机翼和尾翼等数个地方装有能排放静电的“放电装置”。放电装置是一个长约10厘米的细棒状物体。如果飞机在飞行中遭到雷击，放电装置就能起到避雷针的作用。一些飞机在遭雷击后，会发现飞机表面会出现外皮脱落，类似于某种刮痕，而机内乘客都不会受到影响。只要飞机检修时机长准确地把情况向设备组的工作人员汇报，然后对飞机仔细进行检查，遭到雷击的问题也能及时得到解决。书里是这样形容雷鸣电闪的：一道电光像把利刃刺破了黑色的天幕，大地也被闪电照得通亮，紧接着，震耳欲聋的巨雷在耳边炸响……。雷电是“十大气象灾害”之一，虽然发生的时间极短，但它可在瞬间达到数十万伏高压，或使温度升至600℃左右，所以可引发燃烧、爆炸，造成人畜伤亡，破坏力极大。那么有人想过使用一种雷电采集器收集的？由于雷击或者一次云闪瞬间释放出的能量大约在300千瓦以上，无法使仪器一下承受如此高的电流，至今还没有谁能收集雷电。但是据传说，科学史上有过一次著名的费城实验，本杰明·富兰克林在1752年用风筝把雷电引入到莱顿瓶中（最初的电容器），并且肯定雷电是一种大规模的放电现象。也许这只是人们纪念本杰明的一种方法，因为通过研究电学的理论，他发明了避雷针。

如果您手上有一截导线和一节1.5伏干电池，还有一个小灯泡，就能用它们制作一个简单的电路。我们都知道，当奥斯特发现电流的磁效应后，认识到可以通过磁产生电流，电流也可以产生磁后，爱迪生发明了电灯，法拉第进一步证实了电现象和磁现象之间的关系，展开了电气时代的新篇章。可要是把干电池想象成一个直流发电机呢？在我们上课时，也许有一台手摇发电机跟灯泡连接起来，发电时线圈在磁场中转动，可以看到灯泡持续发光。这表明，电路中有了电流。直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换相器配电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势。交流发电机的基本原理和直流发电机相同，区别是前者是通过金属环将感应电势引出，这样产生的电流随着切割磁感线的N/S极的变化而变化。当然日常生活中我们要了解一些防雷避险的知识：平时外出要收听天气预报，遇到暴风雨尽量不到树下、广告牌、旗杆、铁塔附近，不要到空旷地带行走或骑行在自行车、马背上，尽量将身体蹲低或到地势低洼处降低身体高度，田野中的小草棚和草木垛也有可能不太安全。如果附近有商店、超市等建筑物请进去避雨；雷电交加时，室内由其是高层建筑，请注意关闭门窗，停止使用有室外天线的电视，其他家用电器拔掉电源，手机也要少用。在生活用电上，我们可以使用试电笔来判断插孔和电器是否有故障，保障人身安全。及时检查电箱保险丝、插座插销的使用情况，及时清理周围杂物和灰尘保障用电安全。电工操作时，要分清确保闸刀开关，区分零线火线衔接，了解家用电器的电路电压，避免使电流过大烧毁电器。另外所有人不要接触低压带电体，不要弄湿电器，不要破坏绝缘防护等，这些都是十分重要的。

由于日地相距约1.5亿千米，距离适中，太阳总是辐射一定的热量，使地球平均保持在适宜的温度。太阳的辐射不仅带给地球可见光线包括赤橙黄绿青兰紫等，还有两种有用的光线种类：首先红外线是太阳热量传播方式，而大气层云量可以削弱太阳辐射。这些主要取决于云量、尘埃、二氧化碳浓度等，例如同纬度的四川盆地和青藏高原之间的太阳辐射的强弱就很不一样；一天之内，地面的反射作用以及太阳高度不同，气温也会出现不同，那么一天之内，什么时间温度最高，什么时候温度最低呢?通常“黎明前的黑暗”是一天之中最冷的时刻，而在午后十四点左右温度是最热的。举个例子来讲：北京地区12月22日前后冬至时分，太阳离地球最远照射南回归线，有9个小时的白天，大约7：30分日出，16：30分日落。共有15个小时的夜晚，夜晚时分太阳落山，地面开始将白天的热量发散出来直至黎明前散失殆尽，温度降至最低。白天太阳升起辐射热量，地面吸收热量，周而复始；北京的6月22日前后夏至时分，太阳离地球最近照射北回归线，有15个小时的白天，大约4：30日出，19：30的日落。共有9个小时的夜晚，白天吸热时间长，故而夏天的夜晚也十分炎热。另外，物体辐射是以电磁波的形式传播能量，自身温度越高，向外辐射的电磁波的波长越短；反之温度越低，向外辐射的电磁波的波长越长，这里说太阳是个热核聚变的气球，其表面温度约为6000℃，它当然以短波辐射炙热能量了，而地球上的地面本身吸收太阳的能量，辐射的方式当然是长波了。最终，大气层中的水汽、CO2对电磁波的吸收具有选择性：只吸收太阳及宇宙中的红外长波。因此，地面以长波辐射的形式向外释放的热量大部分又被大气吸收，然后又以大气逆辐射的形式将热量换给地面，给地球保温。这对人们的生活太重要了，植物需要太阳光进行光合作用，地球上各圈层的循环，昼夜和四季的交替等。大家可能都玩过这样的游戏，就是拿一面小镜子反射太阳的光，这时候一道很亮的光线就能照在前方了，抑或大家玩过利用放大镜将光线聚集在一个点上，时间一长这个点就冒烟了。这些游戏证实了太阳光是一种能量。不知道大家使用过红外线测温仪和光伏太阳能板么，一些夜视镜、测温仪通过捕捉物体的热辐射，测定摄氏温度或确定其所在位置；光伏太阳能板用于一些地区的热水器上，光伏太阳能板内部是封装好的太阳能电池，吸收一部分波段是300nm（nm纳米，长度单位，表示1*10-9米）到1100nm以内的红外光和可见光。这里总结一下：太阳光具有光热效应、光电效应和光伏效应。而光伏效应又叫光生伏特效应，指光照射在半导体太阳能电池上，产生电位差的现象，从而储存电能。一个标准的300W（W瓦，电工单位，电压(V) *电流(A)=瓦(W)）的光伏太阳能板在我国大部分地区平均每天发电量是1度，一度电的有很多用途：可以支持电视机播放10小时；让25瓦的灯泡连续点亮40小时；家用空调运转1.5小时；家用冰箱运行一天；家用电风扇运行15小时等。我们的生活中大部分用火电发电，要使用煤炭、石油、天然气等的化石能源，会产生一定的污染和资源浪费，但是使用太阳能设备就可以节约资源。大家可能还知道光伏发电小车，这种小车也是通过吸收太阳光获得动力运行的，光线越强，奔跑越快。生活中的新能源太阳能汽车、卫星供电、太阳能塔式发电设备等都属于光伏发电。据说，以地球上的现有化石燃料，就只能再用100年，每个国家的相关资源的储存量仅供一个星期的各种消耗。新能源的开发迫在眉睫。科学家依据不同的气候类型，利用相应的设备发电，例如我国新疆柴达木等地区适合建设太阳能光热电站；我国新疆、青海、甘肃、内蒙古地区适合建设风能发电。这两种也是我们常见的发电类型。另外有核聚变反应堆发电，也就是核能托卡马克发电。实际上核能发电是按照太阳产生热量的方式——热核聚变，托卡马克是一种磁约束来实现受控核聚变的环形容器。原理是人工建造了核能反应堆，让氘原子和氚原子聚合产生氦原子和一个中子,同时释放能量。产生的能量是核裂变所放出的四倍。在长江的河底，我们还在建造的“人造太阳”国际热核聚变实验堆(ITER计划)，十年来，我国先后建成并升级改造了中国环流器二号A和东方超环EAST（是超导托卡马克核聚变实验装置，全称先进实验超导托卡马克。它是第一个具有非圆截面的大型全超导托卡马克装置及其实验系统），近期东方超环试运行实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行。科技的一小步将是人类的一大步：据说研发一旦成功，将是人类解决能源问题的终极对策，将有上百年的碧海蓝天。

实际上，太阳还包括紫外线，紫外线包括X射线、γ射线。说起X射线，大家有没有想到医疗方面的核磁共振（MRI）？也有的人想到更多类似的技术——B超、彩超、X光片、CT、MRI。这些都是在十分安全可靠的医疗技术，利用它们检查身体，我们就能轻松的解决病患问题了。他们的区别好有一比：有人讲这种看病的方法比作买西瓜：X 光检查，就是给瓜拍个透视照挑瓜；CT 检查，就是把瓜切成一片一片看瓤挑瓜；B 超检查，就是拿手拍一拍瓜，听回个声挑瓜；核磁共振检查（MRI），就是拿起瓜摇一摇，再观察挑瓜；彩超就是彩色的B超。是不是分辨清楚了呢？这里联想到伦琴射线，也就是X射线。原理是利用伦琴射线管，使电子在管内的输入端阴极向输出端阳极加速运动，电子到达阳极时获得动能。也就是说由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极，会产生包括X光内的各种能量的光子，得到电子的动能。医院使用X射线拍摄病人身体的病患部位，也就是以上的显影透视的开山鼻祖。

现在咱们站在艺术家和诗人的角度看待太阳光，它是一种复色光，而大气中的水滴等微小颗粒对各种波长的光具有不同折射率。色散后，光呈现出不同的颜色。色散，可以简单想象为把一缕阳光拆开来看看，发现里面的颜色可真是不少，赋予大自然五光十色的外表，我们每天接触的手机全彩屏和电视机都远远达不到这么多颜色。“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红”自然界中的颜色流光溢彩，丰富多样。可是为什么会有五颜六色的光呢？原来这些不同颜色的光实际上是因为电磁波的波长不通过而引起的。波长的衡量单位是“埃”， 表示光波的波长。例如红颜色，大约6000埃左右；黄颜色，大约5600埃左右；绿颜色，大约5000埃左右。不知道您想到牛顿色盘了么，当人们把七种颜色画在圆纸盘的两面并转动它们，您就会发现纸盘变白了，这可以证明白光是由七种颜色混合在一起得到的颜色。雨后的彩虹就是光通过天气里的水滴发生散射，呈现出七彩的色光；太阳的日晕现象，周围出现一圈七彩的光环。这种天气现象是阳光通过大气层，与无数小冰晶发生了光的色散，各种颜色按照红橙黄绿青靛紫的顺序排列。这些色光还能相互融合改变为其他颜色，例如红光和绿光能合成黄光；绿光和蓝光能合成青光等等。

这时您也许会想到，世界的万事万物都有这么多色彩，不如去把好风景拍下来吧，那真是太好啦，不过为了景物更清晰就要选定好曝光角度，光线太强烈容易模糊线条，太暗又曝光不完全景色乌黑一片。最好看的照片，第一要有好的比例关系，第二要有光线立体感，第三要运用一些拍摄技巧。例如如何拍出摄影圈里常说的“丁达尔效应”或云隙光。您可以选择在天气是雾天和雨天空气湿度大或是某处早晨的情况拍摄，同时光线要十分充足，这时候光照耀在一些阻挡物上包括人身上会出现光晕，而这时光线如同舞台布景灯照射的效果，则也被称为神圣的“耶稣光”，光与影的完美结合，使天然奇景尽收眼底。也有专业人士可以利用手动曝光的方法完成拍摄，似乎展现出照相机这一光学设备是如此的神秘。照相机是利用透镜能成倒立缩小实像的原理制成。为了拍出照片的最佳效果，我们可以在照相机前加上更多的配件，例如：广角镜头、增距镜头、微距镜头、UV滤镜、偏振镜等。广角镜头里面的实际上就是一个倒望远镜系统，其物镜是一个凹透镜，目镜是一个凸透镜，然后微调之间的远近距离对光。而增距镜头里面是个正德望远镜系统，凸透镜在外，凹透镜在内。微距镜头实际上就是一块凸透镜，放在相机镜头前面，用来放大景物。UV镜又叫做紫外线滤光镜使照片线条清晰有质感，偏振镜则可以提高色彩对比度，使颜色更浓，减少反射光。当然环境不同需要选择不同的镜头。

既然光是一种波，那么光进入大气后波长较长的色光例如红光，容易透过大气射向地面，波长短的蓝光、紫光灯很容易 发生散射现象，被散射在天空的蓝色、紫色光就被大家看见了。利用多普勒效应的理论，将光和电磁波联系起来，实际上为大家引申到卫星移动通信了，卫星通信以微波为载体，微波是指波长为1m~1mm或频率为300MHz~300GHz范围内的电磁波，它是直线传播的。于是卫星通信由通信卫星、地球上的卫星地面基站组成的，使微波通过卫星中转实现地面基站的通信。我们还都知道，普通的移动通信实际上是指用户拨打电话发出信号给一个基站，地面基站负责将范围内的电话信号传输到移动电话局，实现移动电话之间的通话转接。为了避免干扰，每个区域和相邻的小区之间载波频段都不一样。卫星移动通信系统是以太空的通信卫星为基础，在全球或区域范围内为行驶的车辆、船舶、飞机等移动体提供通信业务的通信系统，也是通过通信卫星作为中继站，让电话局和移动物体进行通信的。不过最贴近生活的还是近距离无线通信，泛指在较小区域内收发双方通过无线电波传输信息的通信技术。例如蓝牙，大多支持10米内的通信，工作频率2.4Hz。我们通常使用的无线键盘、鼠标、耳机、车载设备等都能应用到。另外Wi-Fi也属于无线通信，在一些博物馆等的公共场所就会配置Wi-Fi热点，以方便大众使用，也可以省去铺设众多电缆。