第一步 · 先猜一猜
光从水(n=1.33)射向空气,入射 50°,会?
选一个你现在的预测。
科学 / 物理 / 06
光穿过界面为什么会拐弯,拐到头会怎样?
探索路线
知道光在均匀介质里走直线,遇到界面会变向。
保持空气→水,拖入射角,看折射角靠不靠近法线。
对调介质:水→空气,读出临界角。
越过临界角一步,见证全反射。
第一步 · 先猜一猜
选一个你现在的预测。
第二步 · 观察当前状态
发生了什么?
进入更密的介质(n₂ > n₁),光线向法线偏折:45° 变为 32.1°。
第三步 · 接受一个挑战
0 / 3在水→空气中,把入射角停在下临界角一格的 48°(折射角 81.3°,尚未全反射)。
临界角 48.8°,一格一格往上加到 48°。
让光在界面发生全反射(水→空气)。
49° 或更高。
换成玻璃 n=1.5 射向空气,停在恰好越过临界角的 42°。
asin(1/1.5) ≈ 41.8°,所以 42° 就越线了。
安全与范围模拟光路。真实激光器切勿直射眼睛。
你看到的是
光在不同介质里速度不同,穿过界面时为了"走最快路径"会拐弯——这就是斯涅尔定律 n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂。从密介质射向疏介质时存在一个临界角:超过它,光完全弹回,全内反射。水对空气的临界角是 48.8°(潜水员看天空只剩一个圆锥),钻石的只有 24.4°——所以光在里面弹来弹去很多次才出来,这就是火花。
探索路径 · GUIDED PATHS