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§第三 光还会拐弯走路（第1页）

§第三节光还会拐弯走路

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光在空气里无拘束地一直向前跑，跑着跑着，半路上如果碰到了水，就一头扎进去，继续前进。

不过，光在水里行动就困难多了，这里的阻力大，它只好改变方向了。

光从空气里斜射入水中，在空气和水的分界面处就分成了两个部分：一部分光改变了原来的方向，回到空气里继续传播，水面上的反光或耀光现象，就是这部分光造成的；另一部分光也改变了原来的方向，而进入水中继续传播。

这种现象，在物理学上称为“光的折射”

。

光发生折射的现象，我们在生活中常常会见到。

例如，沏一杯白糖水，用小勺搅化，当小勺斜插在剩半杯水的杯子里时，从水杯外面看去，勺把在水面上下的两部分好象折断了。

又如，我们走到河边，水清清的，连河底的石子儿都看得清清楚楚的，水好象挺浅，看样子也就是几寸深，可是走进去，河水却一下子没过了腿肚子。

我们还可以做一个简单的实验。

端来半盆清水，把一枚硬币投入水中，它一下子便落到了盆底。

然后，眼睛看着它，往后倒退，一直退到盆边挡住它为止。

站在那里不动地看着，让另外一个人用壶往盆里慢慢地加水，这时就会看到，盆底仿佛随着水涨而升起，过了一会儿，又可以看到硬币了，好象它从水盆底漂浮起来了，因而才重新看见了它。

一束细光束投射到水面上，就要发生折射现象，那么，它的规律是怎样的呢？

我们可以从一个实验来研究它，有一个带刻度的圆盘，在圆心处安置一个半球形的透明玻璃水皿。

在暗室里，让光源的光线穿过狭缝垂直地投射在水面上，光线则射入水中一直前进，沿圆盘边缘移动光源，也就是改变射到水面上光线的入射角，折射角可以从圆盘刻度上读出，继续改变光源的位置，并从圆盘刻度读出相应的折射角可以看出，折射角等于入射角，其余的折射角都不等于入射角；入射角增大时，折射角也相应地有所增大，入射角减小时，折射角也相应地有所减小。

对于光线从空气射入水中的情况来说，折射角总是小于入射角的，但是，它们的比值并不是常数，也就是说，关系并不是简单的正比关系。

光从一种媒质斜射入另一种媒质，入射角的正弦与折射角的正弦之比是个常数；不过，媒质不同，比值也是不同的。

光的折射定律可以概括如下：

1.折射光线总是在入射光线和法线所决定的平面里，并且折射光线和入射光线分居于法线两侧；

2.不管入射角怎样改变，入射角的正弦与折射角的正弦之比，对于所给定的两种媒质来说，总是一个常数。

光线从第一种媒质射入第二种媒质时发生折射，入射角的正弦和折射角的正弦之比，对于所给定的两种媒质来说，是一个常数。

这个常数，称为光线从第一种媒质射入第二种媒质时的折射率，或称为第二种媒质对于第一种媒质的相对折射率。

这个数值，取决于两种媒质的光学性质，而与入射角的大小无关。

光线从第一种媒质射入第二种媒质时的折射率，与光在这两种媒质里的传播速度有关系。

相对折射率在数值上又等于光在第一种媒质里的传播速度与光在第二种媒质里的传播速度之比。

光线如果是从真空射入某种媒质里，则这里，光在真空中的传播速度。

光线从真空射入某种媒质时的折射率，叫做这种媒质的绝对折射率，简称该媒质的折射率。

由于光在任何媒质里的传播速度都小于光在真空中的传播速度，因此任何媒质的绝对折射率都大于1。