把筷子斜插在水里,为何筷子会立马变弯?
我们几乎每天都要与碗筷打交道,但是,你注意过吗?当我们把筷子斜着放进盛满水的碗中时,它似乎变弯了;当我们把筷子垂直放在水中时,它似乎又变短了。为什么会产生这些现象呢?其实,筷子并没有发生变化,只是光线发生了折射现象,欺骗了我们的眼睛。说到这里,我们首先解释一下什么是光的折射。当光从一种透明介质进入另一种透明介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射。
在两种介质的交界处会同时发生光的折射和反射现象,不同的是,反射光会回到原来的介质中,而折射光却会进入到另一种介质中。那么,在什么情况下会发生光的折射呢?通常来说,当光在两种不同的介质中的传播速度不一样时,会发生折射。透过清澈的河水,我们能够清晰地看到水中的鱼儿。可是,当你拿起鱼叉,朝着鱼的位置刺下去时,往往扑了个空。而那些经验丰富的渔民便不会犯这样的错误,因为他们知道只有瞄准鱼的下方,才能顺利地叉到鱼。这种现象和筷子在水中变弯一样,也是因为光的折射而造成的。
另外,因为光的折射现象的影响,河水往往看起来要比实际的深度稍微浅一点,因此当你看到清澈的河水,并且目测它的深度不足以威胁到你时,也要小心一点,不能贸然跳下去,否则可能因为估计错误而造成危险。光的波粒二象性原理。鉴于光的物理性质是其折射现象的前提,本文将再次强调。光是一种辐射,宇宙中几乎一切物体都对外辐射,包括我们人体本身也会发出红外光,我们可以贴近感觉到红外光的热,却不能直接看见它;光是粒子,同时也是电磁波,光同时具有粒子和电磁波的双重特性,光与无线电波其实是一个东西,只是名字不同而已;光具有能量,光是由无数个光的能量子相互叠加,这些能量子有各自的频率和波长,不同频率和波长的光子会表现出不同的颜色。
跃迁回到正常轨道的电子释放光子的角度是随机的,用心的小伙伴们也许已经注意到了,这个被激发出来的光波具有方向性,实际上,光波的方向本来是不确定的,没有什么规定光波必须向前走直线,而不是向左、向右、向后、或者向上偏移N度角,为什么我们看到的光相对于它的入射角度会有一个确定的折射角呢?光在介质中传播的本质是散射。也就是说,在介质中被激发的电子会在其回落到正常轨道时向各个方向发射光子,但最终只有一个方向的光会“幸存”下来。