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【科普视频】水让光线变弯的原理



水能把光线掰弯?

我们都知道光线是沿直线传播的,那么为什么水能够让光线变弯呢?19世纪,英国物理学家丁达尔做了一个实验,在装满水的木桶上钻一个孔,然后用灯从桶上边把水照亮,放光的水奇迹般地从小孔里流出来了。

光的全反射效应

丁达尔指出,这是光的全反射效应。因为水和空气比较,水是光密介质,空气是光疏介质,光从水中射向空气时,如果入射角大于某一角度,折射光线会消失,全部光线都将反射回水中。

表面上看,实验中光线似乎在水流中弯曲前进,实际上光线仍沿直线传播,只不过在水流与空气的边界上发生了多次全反射,光线在弯曲的水流通道里呈“Z”字形折返前进,看起来就像被水掰弯了一样。

光线弯曲曲线

有很多信号传递设备也是这个原理,例如光纤传输,广泛应用于通信(电话、电视、网络)、医学(光导纤维内窥镜、激光手术刀等)、传感器(光源、能量、图像等信息传输)、艺术(照明装饰)等领域。

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