光的折射

  在生活中，我们在插鱼的时候，明明可以清楚的在水中看到鱼的踪影，但是朝着那个像扎下去去，发现完全没有抓到鱼，真正的鱼反而在离那个像更远的地方，也就是说你插到的那个像，不是真正的鱼。

  在生活中，我还见到了这样的现象。如图

将一根非常完整，并且笔直的筷子放入水中，此时我发现筷子类似于断层一样，水中的筷子和在空气中的筷子完全的从水的表面被分割开了，位置有了很大的偏移。如果你拿手再去触碰筷子，发现他还是完整的。这其实就和光的走向有关，光的传播方向发生了改变，这类现象也就是光的折射。此时入射光与法线的角度和折射线与法线的角度不一样，也就是入射角与折射角的角度不同。

  对此我有几个问题，光的折射遵守哪些规律？光的折射，在什么条件下才会发生？

  光的折射遵守哪些规律呢？我猜想入射角会大于折射角，并且入射角始终不等于折射角。我们用肉眼是看不出来的，所以还是要借助实验来证明一下。实验材料：水。实验仪器：透明盛水容器，激光笔，量角器。为了营造一个更好的实验环境，我们尽量选择相对漆黑的环境，这样没有太多的外来光线影响，更加可以突出，光线的走向更加清晰。将水倒入透明的盛水容器之后将量角器放到水平面上，这个量角器其目的就是分别测量光的入射角和折射角。看看他们与发现之间所形成的角度分别是多少。

这个量角器上下都有度数，上面是光的入射角角度，下面是光的折射角角度。我们要把中间的那条横着的切分线与水平面相平行，上面的部分接触空气，下面的部分接触水。接着激光笔射向水中。将激光笔不停的旋转不同的角度，以此来观察看看什么时候会出现折射，并且看看其中入射角和出射角分别是多少度，以此来得到一些规律。我们要测量多个不同的角度，这样才可以总结出规律，并且更加可靠。如图：

入射角是45度的时候，折射角角是37度五左右。入射角是75度的时候折射角约是52.5度。我发现入射角角度变小的时候折射角也会随着变小。入射角角度越大，折射角也越大。并且我发现折射角总是小于入射角。总结就是折射角会随着入射角的变大而变大，也会随着入射角的缩小而缩小。当然有几种情况不会出现折射，当激光笔完全平行于水面的时候，不会发生折射。

  并且我发现入射线还有折射线始终都在法线的两侧，并且入射线折射下还有法线都是在一面上的，三线一面。

  我还有一个问题，在什么条件下才会发生光的折射呢？基于前面的观察，我发现折射的那个点就是在空气与水平面的交界处，从这个点开始发生了折射，空气和水是两种不同的介质，我首先猜想光从一种介质到达另外一种介质的时候会发生折射，但是还需要用实验来证明这个猜想，看看是否正确。实验材料：油。实验仪器：透明容器，激光笔。将激光笔设项由看看是否会发生折射。如图：

可以很清晰的看到，光发生了折射。并且折射点也是在油的表面发生的，这也说明光从空气介质到油这个介质的时候，发生了折射，也可以证明我们的猜想，光从一种介质到另外一种介质的时候会发生折射。前提是可以穿透这个物体，不会被完全的吸收，或者完全的反射。

  但是此时我又有一个新的质疑，在油这种介质中发生折射，入射角和折射角的折射率和在水中的一样吗？我猜想是不一样的，但还需要实验来证明一下。

  我们已经知道了水的折射率，现在还要通过实验测量一下油的折射率，然后来对比一下。那么如何测量光在油的折射率呢？实验仪器：激光笔，透明容器，量角器。实验材料：油。首先我们将之前制作好的量角器放置于油的表面。然后拿激光笔照向油的表面，此时来观察一下入射角和折射角的角度分别是多少。但是，我发现当量角器放入油中的时候，在外面很难看清，所以我特意在外面也标上的刻度，这样就很清晰。如图：

入射角同样是45度，水的折射角和油的折射角角度就不一样发现，油的折射角明显要小于水的折射角。其实水的入射角和折射角，也有一个固定的比率，油这种介质中也是一样的，每一个介质都是。我们也可以说️的折射率小于水的折射率，不同的介质，折射率也是不一样的。

同时也可以画出光的折射光路图，如图：

  那么对于插鱼的有关光的折射现象，可否用光路图来解释一下呢？

感觉鱼在那里，其实真正的鱼在你所看到的那个虚像的后面。为什么有些熟练的渔夫一下子就可以插住鱼，因为他们已经知道了真实的鱼他们所看到的虚像距离大概有多远，所以可以一击毙命。

  同样筷子的折射现象也可以用光路图来解释一下，如图：

  在生活中，折射的应用也是很多的。望远镜，显微镜，放大镜，后视镜，眼镜等等......看似一个小小的光的折射，却可以发明出如此之多的东西，给我们的生活带来了很多的便利。