水中筷子为什么会“向上偏折”?

如题所述

由于光发生了折射。

当光从空气中斜射入水中时,会因光的折射现象发生偏折,折射光线向法线方向偏折。当将筷子插入水中时,由于光的折射现象,从上面看起来水中的部分会比实际位置高一些,所以就会看起来向上弯折。


用图演示

水中的物体反射的光线斜射到水面,折射光线远离法线偏折,在水面以上看到的物体的像在折射光线的反向延长线上,即A点的像在A′点,如图所示:

所以把一筷子斜插入盛水的玻璃杯里,由于光的折射,看上去筷子好像在水面上折断了,水内的部分看上去向上弯折。

水中筷子“向上偏折”的现象是由于光的折射产生的。

当光从一种介质(例如水)斜射入另一种介质(例如空气)时,光的传播方向会发生偏折,这种现象被称为光的折射。在这种情况下,折射光线会远离法线方向,折射角大于入射角。

对于插入水中的筷子,由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射,使得折射光线远离法线,从而导致我们看到的筷子在水中的部分向上弯折。此时,我们看到的“筷子”实际上是筷子的像,由于光的折射,使得这个像的位置比实际位置偏高,因此在我们的视线中,筷子发生了“向上偏折”的现象。

光的折射现象

光的折射现象是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象。光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中。在折射现象中,光路是可逆的。

一般来讲,在两种介质的分界处,不仅会发生折射,也发生反射。例如在水中,部分光线会反射回去,部分光线会进入水中。反射光线光速与入射光线相同,折射光线光速与入射光线不相同。

光的折射遵循一定的规律,如折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线两侧,以及当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角等。这些规律可以帮助我们更好地理解和描述光的折射现象。

光的折射现象例子

在岸上看水下的物体,看到物体的位置比实际位置高。例如:鱼儿在清澈的水里面游动,可以看得很清楚。然而,沿着你看见鱼的方向去叉它,却叉不到。有经验的渔民都知道,只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。这是因为:水中鱼反射出的光由水中进入空气中时,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,人认为光是沿直线传播的,所以逆着折射光线看上去,看到的是变浅的鱼的虚像。所以有经验的渔民应该用鱼叉瞄准看到鱼的下方位置,才能将鱼叉到。

在水下看空中的物体,看到物体的位置比实际位置高。解释:空中物体反射的光由空气中进入水中时,在水面处发生折射,折射角小于入射角,折射光进入眼睛后,眼睛逆着折射光的方向看,看到的就是变高的物体的虚像。







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第1个回答  2024-01-14

这是因为光线入射水中和我们看到的水中筷子正好相反。

光线入射水中是光线从空气中入射到水中,光线进入密度更大的介质时,发生折射向法线(与水面垂直的轴线)靠近,角度变小,因此看起来是所谓“向下偏折”。

这也说明光线进入密度更大介质时,光速变小。光在空气中的速度约30万千米/秒,而在水中光速约为22.5万千米/秒。

而我们看到的水中筷子,则是筷子的反射光从水中传递到我们的眼睛中,因此与光线入水是反向而行的,这样光线在水中速度慢,出水后在空气中速度快,折射就会出现远离法线,角度变大的现象,,这样我们看到的筷子就会“向上偏折”了。

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