第 4 章 第 3 节 光的折射

如图 4–3–1 所示，将筷子斜插入盛有水的碗中。从碗的正上方看，整根筷子似乎是笔直的。而从侧上方看，筷子看起来向上弯折了，为什么会出现这种现象？

什么是光的折射现象？

我们知道，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。自然界中的光不总在一种介质中传播，当光从一种介质射向另一种介质时，一部分光返回原介质中，发生光的反射现象。还有一部分光会进入另一种介质。我们通过实验来观察进入另一种介质的那一部分光的传播路径。

实验发现，当光从空气斜射入水或其他透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。减小入射角，折射角也随之减小；增大入射角，折射角也随之增大。当光垂直于界面入射时，光的传播方向不发生偏折。

大量研究表明：

光发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。不同介质对光的折射本领是不同的。

生活中哪些现象与光的折射有关？

炎炎夏日，清澈见底的山中潭水（图 4–3–5），让人有下水嬉戏的欲望，但千万不要觉得水看起来不深就贸然下水，在潭边上看水的深度总比实际的要浅一些，这是因为光发生了折射。如图 4–3–6 所示，在容器底部有一个石块，它从水下发出的光线 AO 和 AOʹ 在斜射向空气时发生折射，折射光线 OB 和 OʹC 进入人眼时，由于人感觉光是沿着直线传播的，会认为光线是从 OB 与 OʹC 反向延长线的交点 Aʹ 射出的。人看到的石块的像在石块实际位置的上方。图 4–3–1 中的筷子看上去折成两段也是同样的道理所致。

光的折射还会形成许多有趣的现象。图 4–3–7

散现象，这样的色光叫做单色光。若绿色激光从同一方向斜射至三棱镜的一边，绿光通过三棱镜后偏折程度大于红光。这说明三棱镜对不同色光的折射程度不同。正是因为这个缘故，由各种单色光组成的白光经过三棱镜后才会形成彩色的光带。

用放大镜观察计算机或手机屏幕上的白色图像，发现白色的图像并不是由白色光点组成的，而是由红、绿、蓝三种颜色光点组成的。

进一步研究表明，红、绿、蓝三种色光是无法用其他色光混合而成的。如果把红、绿、蓝光按照一定的比例照射在白色光屏上，将看到的如图 4–3–11所示的各种色光。

我们通过电视、手机的屏幕看到的影像都是由红、绿、蓝三种颜色的光点按照不同的比例混合，引起的视觉感受。