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§第三节光还会拐弯走路
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光在空气里无拘束地一直向前跑,跑着跑着,半路上如果碰到了水,就一头扎进去,继续前进。
不过,光在水里行动就困难多了,这里的阻力大,它只好改变方向了。
光从空气里斜射入水中,在空气和水的分界面处就分成了两个部分:一部分光改变了原来的方向,回到空气里继续传播,水面上的反光或耀光现象,就是这部分光造成的;另一部分光也改变了原来的方向,而进入水中继续传播。
这种现象,在物理学上称为“光的折射”
。
光发生折射的现象,我们在生活中常常会见到。
例如,沏一杯白糖水,用小勺搅化,当小勺斜插在剩半杯水的杯子里时,从水杯外面看去,勺把在水面上下的两部分好象折断了。
又如,我们走到河边,水清清的,连河底的石子儿都看得清清楚楚的,水好象挺浅,看样子也就是几寸深,可是走进去,河水却一下子没过了腿肚子。
我们还可以做一个简单的实验。
端来半盆清水,把一枚硬币投入水中,它一下子便落到了盆底。
然后,眼睛看着它,往后倒退,一直退到盆边挡住它为止。
站在那里不动地看着,让另外一个人用壶往盆里慢慢地加水,这时就会看到,盆底仿佛随着水涨而升起,过了一会儿,又可以看到硬币了,好象它从水盆底漂浮起来了,因而才重新看见了它。
一束细光束投射到水面上,就要发生折射现象,那么,它的规律是怎样的呢?
我们可以从一个实验来研究它,有一个带刻度的圆盘,在圆心处安置一个半球形的透明玻璃水皿。
在暗室里,让光源的光线穿过狭缝垂直地投射在水面上,光线则射入水中一直前进,沿圆盘边缘移动光源,也就是改变射到水面上光线的入射角,折射角可以从圆盘刻度上读出,继续改变光源的位置,并从圆盘刻度读出相应的折射角可以看出,折射角等于入射角,其余的折射角都不等于入射角;入射角增大时,折射角也相应地有所增大,入射角减小时,折射角也相应地有所减小。
对于光线从空气射入水中的情况来说,折射角总是小于入射角的,但是,它们的比值并不是常数,也就是说,关系并不是简单的正比关系。
光从一种媒质斜射入另一种媒质,入射角的正弦与折射角的正弦之比是个常数;不过,媒质不同,比值也是不同的。
光的折射定律可以概括如下:
1.折射光线总是在入射光线和法线所决定的平面里,并且折射光线和入射光线分居于法线两侧;
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