光的折射

      我曾经记得有一件事情:

      有一天我从学校放学回来(那时候应该还是幼儿园),突然感觉口渴,想喝点水,于是我就去到了一杯水,然后把一根筷子放了进去(我也不知道我当时为什么要放筷子),结果放进去的时候,突然神奇的事情发生了:

      我着急的叫妈妈:妈妈!这个筷子断了!快来看看怎么回事!为什么会断?

      当时,妈妈肯定也交不了我为什么会这样,于是她就把筷子从水里拿出来让我看:

      最后我发现,筷子果然没有断!


      以上现象其实在我们生活中是特别常见的,筷子在水中呈现出了断层的感觉,两个部分被水表面分割开了。但是如果你把筷子拿起来,发现它还是完整的一根筷子。那么这类现象属于什么现象呢?

      这类现象非常多,有不少相似之处,其实属于一种现象。我们平时知道的光在同一种介质中是由直线传播的,而这时候是光在空气中直线传播的过程中,当经光从一种介质传播到另一种介质时,光的传播方向发生了改变、偏折,这种现象就称为光的折射。

      那么光有什么样的折射规律呢?我们是怎么看道的?什么情况下才可以实现光的折射?我们得通过实验来论证:

      我的问题是:光有什么样的折射规律?

      我的猜想是:光的折射规律遵从入射角大于折射角。

      实验目的:证明光入射角大于折射角(捎带发现其他规律)。

      设计实验:

      实验仪器:激光笔,装满水的大缸子,夜晚或黑暗的房间(这样可以更清楚的看到光线)。

      实验步骤:将水倒入缸子中,待它平静。然后射入激光笔光线:

这张图的入射线没有显现出来

      然后我又多做了几组:


      我观察到,当空气中的光线射入水中时,光线发生了偏折,射向了另一个方向,没有与空气中的光线呈一条直线。折射线也在随着入射线的变化而变化,偏折的方向也会变得不同。

      由于我们还不知道它们的名词,先暂且空气中的光线命名为起射线(不过我觉得这束光是射入了另一个介质,应该把它称为入射线),将水中的光线命名为折射线,再将垂直于水平面、位于起射线与折射线的线命名为法线,因为它可以决定他与入射线和他与折射线之间的角,像一个法官一样控制着人民,所以我们把他命名为法线。如下图:

      当然,我在做实验的时候也顺便拿量角器量了一下图中所描述的两个角度,并且我也都做了几组数据:


      我发现不管什么时候,从空气射入水的折射光线的折射角永远比入射角小,并且折射角随着入射角的变化而变化。但是当激光笔的光线与水平面平行时,而且我还发现,不管怎么调整,法线、入射线、折射线永远都在一个平面上,三线一面。入射线与折射线永远都在法线的两侧。

      实验结果:光的入射角竟然大于光的折射角,三线不管什么时候都在同一个平面上,入射线与折射线永远在法线的两侧。

      实验结论:

      1.光的入射角大于光的折射角。

      2.三线一面。

      3.入射线与折射线永远在法线的两侧。

      4.三线在一条垂直的线上。


      OK,我们了解了光的折射规律,但是你有没有想过光为什么可以折射?其实这与我们生活中开车的道理一样。车在平滑的路上就是走得快,在凹凸不平的路上就走的特别慢。光也一样,在空气中传播的快,在液体中传播的慢,就是因为速度造成了光的折射现象。光在同一个均匀的介质中传播就是直线传播,但是光从一种介质射入另一种介质时,就会发生折射现象。

      在生活中,我们去游泳馆时,经常看到泳池的地面并不深,但是我们跳下去会发现并不是看上去那么浅,这就是因为光的折射而造成的。光线从空气中深入水中,再从水中反射到我们的眼睛里,都经过了空气与水的“交界线”,所以我们看上去才会感到浅。

      当你的身高足够高时,站在游泳池里面从空气中看水里面的脚,就会感到脚怎么突然变短了?其实这也是光的折射现象:


    这里我就不再多做解释了,我讲过的哦!


      OK,这就是光的折射现象了,你学会了吗?

     

     



     

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