在我們的生活當(dāng)中,光是一種不可缺少的元素,現(xiàn)在很多對于我們生活,變的更加便利的東西都離不開光的作用,光也有很多的現(xiàn)象,比如說光沿直線傳播,還有光的反射、光的色散等,在生活中一種非常常見的現(xiàn)象,叫做光的折射。
乍耳一聽,會覺得,光的折射與光的反射并沒有多大的差別。實(shí)際上他們的差別也不小,光的反射是出現(xiàn)在物體表面的,光照在物體表面,再反射回來。但是光的折射就不同了,光的折射是穿透鏡物體里面的,所以說他們兩個現(xiàn)象,有著本質(zhì)上面的差別。
光的折射在生活中也是有許多現(xiàn)象噠,就比如,當(dāng)我們把筷子放進(jìn)水杯里的時候,水杯里正好有水,當(dāng)然,這個水杯要玻璃的,這個時候我們就會發(fā)現(xiàn)筷子居然在空氣與水面接觸的那之間,折了一下!發(fā)生了錯層一樣噠變化,但是當(dāng)你再把筷子拿出水的時候,摸摸看看就會發(fā)現(xiàn)。其實(shí)他還是原來那根筆直的筷子。但是這是怎么回事呢?是這其實(shí)就和光的折射有關(guān),到底是什么關(guān)系呢?光的折射就是會在怎樣的情況環(huán)境下產(chǎn)生呢?
猜想:這應(yīng)該就和光的傳播路徑與光之間的夾角有關(guān)系,當(dāng)然最重要的前提是,是要在兩個不同的介質(zhì)當(dāng)中,才能出現(xiàn)。
對此想要找到正確的答案,我們可以,先找他所遵循的規(guī)律。眾周所知,這種規(guī)律,用普通的肉眼、什么都不干,應(yīng)該是無法發(fā)現(xiàn)的。所以我們只能借助實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)儀器了。因:實(shí)驗(yàn)器材不足,沒有拍照片,東西又不好買的緣故,我們先將此設(shè)定為思想實(shí)驗(yàn)。
思想實(shí)驗(yàn)儀器:一只激光筆,最好是一個玻璃魚缸,在玻璃魚缸中裝滿水。
設(shè)計(jì)思想實(shí)驗(yàn):在此之前,我們?yōu)榱烁玫臓I造實(shí)驗(yàn)效果,可以試著將我們周圍的環(huán)境變得黑暗一點(diǎn)——能多黑要多黑。我們首先打開激光,筆照射進(jìn)魚缸,但是我們要確保的是,激光筆不可以貼著魚缸中的水面,一定要讓照出來的那條光線,有一部分在空氣中有過路程,另一部分在水中有路程。這樣子才能很明顯的看出他們介質(zhì)相鄰時,光所發(fā)生的折射。既然是尋找規(guī)律,那么只照一個角度肯定是不行的,我們可以將激光筆放平,從平面,到照射整個魚缸180°來觀察。
做完實(shí)驗(yàn)我們自然也就得出了許多的規(guī)律,但在此之前,為了更好的節(jié)省字?jǐn)?shù),我們可以將一些特殊的名稱給一個定位。就比如入射線在,從空氣折射到水面當(dāng)中的那條線就可以叫做折射線。當(dāng)然了,既然是水面,應(yīng)該是90度垂直射入水面時,入射光線and反射光線重合了,這種特殊位置的特殊現(xiàn)象進(jìn)行命名-法線。 折射線與水下的法線也會形成一個夾角,就叫做折射角。但是千萬不要以為折射角肯定與入射角的角度是相等的。畢竟是折射嘛,折射角曲折的度數(shù)必然是有規(guī)律的,但是并不是完全與入射角相等。
我們現(xiàn)在來說規(guī)律:
1·當(dāng)我們仔細(xì)觀察就會發(fā)現(xiàn),如果入射角與法線之間的角度越來越小,那么,折射角的角度也會隨之變小。如果,入射角的角度慢慢變大,那么折射角的角度也會隨之而變大。可以說,折射角的角度是根據(jù)入射角而變化的。如果真正做過實(shí)驗(yàn)的話,我們就可以得出來一組數(shù)據(jù):比如在入射角與法線之間的距離是80°的時候,我們讓他擴(kuò)大擴(kuò)大到85°。那么下面的那個折射角。就會變大,我們測量之后就發(fā)現(xiàn)。在入射角沒有變,那之前這個折射角是60°,那么這個入射角現(xiàn)在變成了85°。這個折射角也就成了67°。
2.并且當(dāng)我們來來回回做幾次實(shí)驗(yàn)之后就會發(fā)現(xiàn),這個入射角永遠(yuǎn)都會大于折射角,他們兩個并沒有相等的時候。再取出來一組數(shù)據(jù):就像有一回這個,入射角與法線之間的角度是60°,那么這個折射角的角度就會是45°等,多做幾次就會發(fā)現(xiàn)他入射角永遠(yuǎn)都會大于折射角。
3.因?yàn)槭钦丈?80°,所以說中間一定會照射出來一個90°的直角。那么在直角的時候,這條激光筆所射出的光線依然是有彎折的嗎?做個實(shí)驗(yàn)就會發(fā)現(xiàn)其實(shí)也是會有折痕的??赡鼙容^細(xì)微幅度也并不大,但是在空氣與水相會的那一個面上面,確實(shí)發(fā)生了微微的偏折。所以說光的折射就是這么神奇,就連是直角也難逃折射的侵?jǐn)_……
4.折射光線與入射光線和法線在同一平面內(nèi),這個其實(shí)并不能算是一個特別重要的規(guī)律,只不過他們確實(shí)是在同一平面上面,并沒有任何的偏差,要不然就不會在一起顯現(xiàn)出來。
5.折射光線與入射光線也分居法線兩側(cè),這個規(guī)律就比較可愛了,當(dāng)時我們在討論光的反射的時候就說過。這條光線的入射線與反射線就是分居在法線兩側(cè)的。但是沒想到到了折射這里,他們也是分居在法線兩側(cè)的。因?yàn)椴还苷凵溆卸嗝吹奈⒚畹牟粶?zhǔn)確,或者有多么的看似沒有規(guī)律,他都一定不會發(fā)生在法線同一側(cè)的。這個可能腦補(bǔ)比較麻煩,但是稍微自己做做實(shí)驗(yàn),就也可以發(fā)現(xiàn)的。

這目前就是我發(fā)現(xiàn)的光的折射的五個規(guī)律啦,所以說光的折射真的是一個很神奇的東西。
既然已經(jīng)解釋與發(fā)現(xiàn)它的規(guī)律,那么我們現(xiàn)在就可以用它來解釋一下我們生活中的現(xiàn)象。比如說你在農(nóng)村的河邊插魚的時候,你就會發(fā)現(xiàn)明明你看準(zhǔn)了,但是一插子下去卻總是會差一個空。因?yàn)楣獾恼凵涠桑?dāng)從上面看水中的物體時,會感到物體的位置比實(shí)際位置高一些,并且物體的光線進(jìn)入觀察者的眼睛,當(dāng)漁民看水中的魚時,正是應(yīng)了這一現(xiàn)象,看到的魚的位置并不是真正的魚的位置,而是魚得虛像。這點(diǎn)非常麻煩,所以讓有些用叉子捕魚的漁民有些苦惱,但是如果你數(shù)學(xué)好并且弄弄這其中的原理的話。你就可以精確地計(jì)算出來——這樣的折射偏差多遠(yuǎn),然后一下子扎入那個正確的位置,然后你就成功了,當(dāng)然這是很不容易的。

這就是光的折射啦!