魚缸能欺騙你的眼睛。如果從側麵看,魚好像比你從上麵看離你更近。如果從交界處看,你可以看到有兩條相同的魚:在魚缸的前麵看到魚的一個像,在魚缸的側麵看到同一條魚的另一個像。這兩個像出現在不同的地點!
當你看魚缸時,你看到的是在三種不同的介質中發生折射的光線。這三種介質分別是水、玻璃和空氣。光從一種介質進入另一種介質時,都會發生折射。當光線以一定角度進入一種新介質時,因光速變化而使光線發生折射。亦即是說,光從密度小的介質進入密度大的介質時,光速變慢而發生折射。
折射能使你看到事實上不存在的東西。例如,折射能形成海市蜃樓,也能產生美麗的視覺--彩虹。
折射率一些介質比另一些介質能使光發生更大的折射。光從空氣進入水,從水進入玻璃,從玻璃再次進入空氣這一過程中的路線情況。光從空氣進入水後,速度變小。光從水進入玻璃時,速度變得更小。光在空氣中傳播最快,在水中較小,在玻璃中最小。光從玻璃返回空氣,速度又變大。注意:光離開玻璃後的傳播方向與光進入水前的方向相同。
因為玻璃折射光線最多,所以玻璃使光線彎曲的程度比空氣和水的都大。換句話說,玻璃的折射率比空氣和水的都大。介質的折射率可衡量光進入這種介質時發生彎曲的程度。介質的折射率越高,光線彎曲程度越大。真空的折射率為1,金剛石的折射率為2.42。
白光進入棱鏡時,不同波長的光發生折射的程度不同。
波長越長的光,棱鏡使它彎曲的程度越小。
你用望遠鏡、顯微鏡、照相機或戴眼鏡看過東西嗎?如果是,那麼你已經用透鏡使光線發生了彎曲。透鏡是一片用於折射光線的彎曲的玻璃或其他透明物體。通過透鏡的折射可以使光線形成像。與麵鏡一樣,透鏡有不同的形狀。透鏡的形狀決定其所成的像的類型。
凹透鏡的中心比邊緣薄。平行光線通過凹透鏡時,光線向外發散。凹透鏡折射平行光線時,向外發射的光線看上去好像是從透鏡的相反方向的焦點發出的。因此,折射光線沒有相遇,所以凹透鏡隻能產生虛像。
凸透鏡的中心比邊緣厚。平行光線通過凸透鏡後,光線向透鏡中心折射,並在焦點聚集後繼續傳播。透鏡的彎曲程度越大,折射的光線就越大。
像凹透鏡一樣,凸透鏡可以彙聚光線。凸透鏡形成的像的類型和大小取決於物體相對於焦點的位置。如果物體在焦點外側,折射光線就在透鏡的另一側形成實像。如果物體在透鏡與焦點之間,則在物體同側形成虛像。