光在不均匀介质中的传播

实验目的

观察光在不均匀介质中传播路径的弯曲,认识光沿直线传播的条件。

实验原理

光在同种均匀介质中沿直线传播。糖水上稀下浓,各处密度不同,对光的折射程度也不同,光线在其中连续地发生折射,传播路径便逐渐弯曲,向浓度较大的一侧偏折。海市蜃楼也与空气疏密不均匀有关。

实验器材

• 透明水槽
• 白糖
• 清水
• 激光笔
• 玻璃棒(可选)

实验步骤

1. 先让激光水平穿过清水,观察光路是直线
2. 在水槽底部铺一层白糖,沿壁缓慢注入清水
3. 静置一段时间,使糖水形成上稀下浓的分层,不要搅拌
4. 让激光从水槽侧面水平射入糖水,观察光路
5. 与清水中的光路对比,说明现象

实验现象与结论

清水中光沿直线传播。在上稀下浓的糖水中,光路变成弯曲的曲线,向浓度较大的下方弯曲。说明光只有在同种均匀介质中才沿直线传播,介质不均匀时传播方向会不断改变。

注意事项

• 不要让激光直射人眼
• 水槽装水后平稳放置,避免洒水

常见问题

光在什么条件下沿直线传播?

光在同种均匀介质中沿直线传播;介质不均匀时,传播路径会发生弯曲。

实验中糖水为什么不能搅拌?

搅拌会让糖水混合均匀,上稀下浓的分层消失,光路就不再弯曲。