光的折射

? ? ? 我曾經(jīng)記得有一件事情:

? ? ? 有一天我從學(xué)校放學(xué)回來(lái)(那時(shí)候應(yīng)該還是幼兒園),突然感覺口渴,想喝點(diǎn)水,于是我就去到了一杯水,然后把一根筷子放了進(jìn)去(我也不知道我當(dāng)時(shí)為什么要放筷子),結(jié)果放進(jìn)去的時(shí)候,突然神奇的事情發(fā)生了:

? ? ? 我著急的叫媽媽:媽媽!這個(gè)筷子斷了!快來(lái)看看怎么回事!為什么會(huì)斷?

? ? ? 當(dāng)時(shí),媽媽肯定也交不了我為什么會(huì)這樣,于是她就把筷子從水里拿出來(lái)讓我看:

? ? ? 最后我發(fā)現(xiàn),筷子果然沒有斷!


? ? ? 以上現(xiàn)象其實(shí)在我們生活中是特別常見的,筷子在水中呈現(xiàn)出了斷層的感覺,兩個(gè)部分被水表面分割開了。但是如果你把筷子拿起來(lái),發(fā)現(xiàn)它還是完整的一根筷子。那么這類現(xiàn)象屬于什么現(xiàn)象呢?

? ? ? 這類現(xiàn)象非常多,有不少相似之處,其實(shí)屬于一種現(xiàn)象。我們平時(shí)知道的光在同一種介質(zhì)中是由直線傳播的,而這時(shí)候是光在空氣中直線傳播的過(guò)程中,當(dāng)經(jīng)光從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí),光的傳播方向發(fā)生了改變、偏折,這種現(xiàn)象就稱為光的折射。

? ? ? 那么光有什么樣的折射規(guī)律呢?我們是怎么看道的?什么情況下才可以實(shí)現(xiàn)光的折射?我們得通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)論證:

? ? ? 我的問(wèn)題是:光有什么樣的折射規(guī)律?

? ? ? 我的猜想是:光的折射規(guī)律遵從入射角大于折射角。

? ? ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤C明光入射角大于折射角(捎帶發(fā)現(xiàn)其他規(guī)律)。

? ? ? 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):

? ? ? 實(shí)驗(yàn)儀器:激光筆,裝滿水的大缸子,夜晚或黑暗的房間(這樣可以更清楚的看到光線)。

? ? ? 實(shí)驗(yàn)步驟:將水倒入缸子中,待它平靜。然后射入激光筆光線:

這張圖的入射線沒有顯現(xiàn)出來(lái)

? ? ? 然后我又多做了幾組:


? ? ? 我觀察到,當(dāng)空氣中的光線射入水中時(shí),光線發(fā)生了偏折,射向了另一個(gè)方向,沒有與空氣中的光線呈一條直線。折射線也在隨著入射線的變化而變化,偏折的方向也會(huì)變得不同。

? ? ? 由于我們還不知道它們的名詞,先暫且空氣中的光線命名為起射線(不過(guò)我覺得這束光是射入了另一個(gè)介質(zhì),應(yīng)該把它稱為入射線),將水中的光線命名為折射線,再將垂直于水平面、位于起射線與折射線的線命名為法線,因?yàn)樗梢詻Q定他與入射線和他與折射線之間的角,像一個(gè)法官一樣控制著人民,所以我們把他命名為法線。如下圖:

? ? ? 當(dāng)然,我在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候也順便拿量角器量了一下圖中所描述的兩個(gè)角度,并且我也都做了幾組數(shù)據(jù):


? ? ? 我發(fā)現(xiàn)不管什么時(shí)候,從空氣射入水的折射光線的折射角永遠(yuǎn)比入射角小,并且折射角隨著入射角的變化而變化。但是當(dāng)激光筆的光線與水平面平行時(shí),而且我還發(fā)現(xiàn),不管怎么調(diào)整,法線、入射線、折射線永遠(yuǎn)都在一個(gè)平面上,三線一面。入射線與折射線永遠(yuǎn)都在法線的兩側(cè)。

? ? ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果:光的入射角竟然大于光的折射角,三線不管什么時(shí)候都在同一個(gè)平面上,入射線與折射線永遠(yuǎn)在法線的兩側(cè)。

? ? ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

? ? ? 1.光的入射角大于光的折射角。

? ? ? 2.三線一面。

? ? ? 3.入射線與折射線永遠(yuǎn)在法線的兩側(cè)。

? ? ? 4.三線在一條垂直的線上。


? ? ? OK,我們了解了光的折射規(guī)律,但是你有沒有想過(guò)光為什么可以折射?其實(shí)這與我們生活中開車的道理一樣。車在平滑的路上就是走得快,在凹凸不平的路上就走的特別慢。光也一樣,在空氣中傳播的快,在液體中傳播的慢,就是因?yàn)樗俣仍斐闪斯獾恼凵洮F(xiàn)象。光在同一個(gè)均勻的介質(zhì)中傳播就是直線傳播,但是光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí),就會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象。

? ? ? 在生活中,我們?nèi)ビ斡攫^時(shí),經(jīng)常看到泳池的地面并不深,但是我們跳下去會(huì)發(fā)現(xiàn)并不是看上去那么淺,這就是因?yàn)楣獾恼凵涠斐傻?。光線從空氣中深入水中,再?gòu)乃蟹瓷涞轿覀兊难劬铮冀?jīng)過(guò)了空氣與水的“交界線”,所以我們看上去才會(huì)感到淺。

? ? ? 當(dāng)你的身高足夠高時(shí),站在游泳池里面從空氣中看水里面的腳,就會(huì)感到腳怎么突然變短了?其實(shí)這也是光的折射現(xiàn)象:


? ? 這里我就不再多做解釋了,我講過(guò)的哦!


? ? ? OK,這就是光的折射現(xiàn)象了,你學(xué)會(huì)了嗎?

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