Question

为了观察光在空气中传播的清晰路径可以采取的措施是什么

Answer 1

让我们先考虑一个例子, 如果你在湖岸边看到一个小孩溺水, 你希望用最快的速度去救他(当然假设您是游泳好手), 您该怎麼办? 如下图, 当然您绝不会选择 (1) 的路线. 但是您也会放弃最短的直线 (2), 而改以 (3) 来取代, 为什麼?

因为您(该)知道, 人在路上跑步的速度远比水中的速度来得快, 为了 节省时间, 我们势必要在陆上多跑些距离, 再跳到水里去. 费玛运用同样的想法, 去描写光学中光行进的路径, 称为费玛原理:

「光所遵循的路径是最节省时间的路径.」

(而不是最短的路径 !!)

而游泳救溺的故事, 在光学中就是折射现象的描述. 如右图, 设光在介质 1 中的速度是 v1, 在介质 2 中的速度是 v2. 由 (0,a) 点出发到 (d,-b) 点, 请问光的路径? 设光与介面相交点的座标为 (x,0), 则它所花费的时间是 

但由下图知,

则由 t'(x)=0 (费玛原理)得 

这称为折射定律或Snell定律.(为什麼此时 t(x) 式最小值?)

习题： 用费玛原理说明反射定律:入射角= 反射角 .

             

追问

谢谢可是我没学过。。

Answer 2

光在空气中是沿直线传播的，空气是无色透明的，为了观察光在空气中的传播路线，可以在空气中加一些杂质，例如烟雾、灰尘、水雾等，让这些杂质反射光，人们才能看到光的传播路线，但是杂质不能太多，防止光不能透过。