观察筷子在水中的折射

实验目的

观察水中筷子看起来弯折的现象,用光的折射解释看到的像。

实验原理

水中筷子反射的光从水斜射入空气时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线远离法线。人眼逆着折射光线看去,觉得光来自偏高的位置,看到的是筷子的虚像,所以水中部分看起来向上弯折。

实验器材

• 透明玻璃杯
• 清水
• 筷子

实验步骤

1. 在玻璃杯中倒入大半杯清水
2. 把筷子斜插入水中,从杯子侧面平视水面附近
3. 观察水面处筷子的形状,比较水上和水下部分
4. 改变观察方向和筷子插入的角度,再观察一次
5. 把筷子竖直插入水中,观察是否还有弯折

实验现象与结论

筷子斜插入水中时,从侧面看,水中部分好像向上弯折,位置比实际偏高。竖直插入时弯折不明显。这是水中筷子发出的光折射入空气后形成的虚像,而不是筷子真的弯折了。

注意事项

• 玻璃杯轻拿轻放,防止打碎
• 实验后擦干桌面,避免滑倒

常见问题

水中的筷子真的弯了吗?

没有弯。看到的弯折是光从水斜射入空气发生折射后形成的虚像。

为什么水中的物体看起来比实际浅?

光从水斜射入空气时远离法线,人逆着折射光看,觉得物体位置偏高,所以看起来变浅。