先描述一下我们看到的现象。我们先将一个空碗中装上一枚硬币。但这个硬币必须是站在我们这个角度且我们看不见硬币在哪里。 然后找一个人将空碗中逐渐装满水,我们可以发现,随着水逐渐增多,我们渐渐可以看到硬币了。这又是怎么回事呢?我们还是站在同一个角度,且硬币并没有浮起来,但一加上水我们就可以看见了。这真是太奇怪了。所以我们看到的硬币必定是虚像。不可能会是真实的硬币,因为硬币并没有浮起来。我猜想可能是因为水导致硬币的光经过折射,从空气中射入我们的眼睛,而这个水的量也会导致折射的不同。而在没有水的时候,硬币的光并不能从空气中射入我们的眼睛,所以我们并没有看见硬币。难道光从空气中射入水中,一定会发生偏折吗?我认为是会的。我们可以做一个实验来证明一下。
光从空气中射入另一种物质后造成折射的那条线叫做折射光线。我们可以将水替换成玻璃。但玻璃一定要是光滑且平整的,不然射上去的光会向四面八方散射出去,并不会集中到一个点上。既然会造成折射,那折射光线,贴近法线的那个角应该叫做折射角。那入射角和折射角的角度是谁大谁小呢?
实验材料有一块玻璃,一个激光笔,一个量角器,将玻璃放在量角器上。然后拿着激光笔,绕着量角器转一圈。且将实验结果记录下来,不能只记录一次,因为这不一定准确,而记录很多次的话就比较准确。
经过我们多次测量。入射角的角度分别为10度,15度和20度。而折射的角的角度分别为5度。10度和15度。通过这几组数据可以发现入射角是比折射角的角度要大的。而且都只差5度。但这只是光从空气中射入玻璃的结果。如果光从空气中射入另一个物质中,他的差又会有不同。而且我们在实验的时候也发现了一件事。就是当光沿着法线射下去的时候。入射角的角度与折射的角的角度是一样的。
既然光从空气中斜射进另一种物质之中会发生折射,光从空气中斜射水中也一样会发生折射,但如果随着水不断增多,那光的折射我们最后折射到的点又折射在哪里呢?我们可以做个实验来看一下,最后实验的结果是法线向右偏移,但水的折射率却是不变的。
而光从凸透镜射出去,光线又会有所改变。如果将光源上下移动,可以发现在上下同一个位置射出去的光,会有一个交叉的点。
在我们的日常生活中也会经历这种事,比如说我们去抓鱼的时候,明明看见鱼就在那里,我们用手一抓,却什么也没有,这是因为那只是鱼的虚像而已,真正的鱼可能就藏在虚像的下面,所以我们需要往下一点去抓。这样就更容易抓到那条鱼了。