“潭清疑水浅,荷动知鱼散”,这是我们大家都熟悉的一句诗。潭水清澈见底,感觉潭水很浅。蓦然见到荷叶摇晃,知是水中的鱼受惊游散了。为什么很深的潭水,看起来好像变浅了呢?这里面就包含着物理上光的折射知识。
我们学过光的折射后,已经知道,光从一种介质斜射入另一种介质时,光线会发生偏折,这种现象就叫光的折射。光从空气进入水或其它介质中时,折射光线向法线偏折,而当光线从水或其它介质中射入空气中时,折射光线会远离法线。不过你也许会问:这好像与池底变浅没什么联系吧?那么我们通过作图就能看个究竟了。
我们之所以能看到池底,是因为从池底射出的光进到了眼睛。我们就假设在水底有一个发光点A,如图,它从水底发出光线AB和AC,光在从水中进入空气中时传播方向发生了偏折,它们的折射光线分别为BE和CF。当这两条光线射入眼睛中时,你会觉得光线是从A’处射来的。这样你所看到的该点位置就比它实际的位置升高了。我们看到的池底各点都如此,所以看起来池底升高,池水就好像变浅了。
教材中提到:鱼儿在清澈的水里面游动,可以看到很清楚。然而,沿着你看见鱼的方向去叉它,却叉不到。
从鱼儿反射出的光,在水面处发生折射,这时我们看到的游鱼在折射光线反向延长线相交的位置,它在实际游鱼的上方。所以有经验的渔民都知道,只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到,如图所示。
怎么样?看懂了吗?看来物理知识在生活中还是很有用的吧!不然,做渔民我们可能都不合格哟!
生活中由于光的折射而造成这种的错觉还有很多,我们都可以来试一下:(如图)比如,把铅笔斜插入盛水的杯中,铅笔好像在水面上折断了!透过厚玻璃砖看钢笔,钢笔好像错位了。就是我们每天都看到的太阳从东方升起,其实也是太阳升高的虚像。这是因为太阳光在不均匀的大气中发生了折射而造成的,真正的太阳还在我们看到的太阳的下方呢!
我们来看看这道题目:跳板离水面3m,运动员看到跳板在水的像刚好和池底相平(跳板与池底重在一起),池水深____________(大于3m,小于3m,等于3m)。
跳板在水中的像是由于光的反射,根据平面像成像可知,像到水面的距离应该是3m。而池底与跳板相平,说明池底离水面也是3m。但由于我们看到的池底是升高的虚像,所以池水实际深应该大于3m。
俗话说:眼见为实,耳听为虚。现在看来,就算我们亲眼看到也不一定就是实啊!我们眼睛同样会欺骗我们。要想真正分清这生活中的“虚实”、“真假”、“对错”,还需要我们学习更多的知识,掌握更多的本领。只有这样,我们的头脑才会更清晰,目光才会更敏锐!
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