折射营造的幻象-论文.pdf

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1、会有如此波涛汹涌的怪现象?跆回原来，这是光的折射现象“捣的鬼”。如图所示，在太阳的烤晒下，水泥路面温度升高得很快，接近地面的空气温度高，密度小，上层的空气温度低，密度大。当地面反射的太阳光从接近路面密度小的空气向远离路面的高处密度大的空气中传播时，发生了折射现象，折射的结果使得光线向上偏折，我们沿着折射光线的反向延长线看过去，光线的位置也发生了同样的偏折。而路面上方的空气并不是乖乖地贴着不动的，它们会随着外界轻微的扰动而流动，这样就会导致不同层空气密度非常频繁地变化，结果使得传播到我们眼睛里的折射光线的偏折角度也随之频繁改变，于是本该静悄悄不动的光线也变得动起来，于是我们就看到路

2、面上方似乎有波浪一样晃动不停。三日同辉2012年l2月10H，当天早上上海气温较低，寒意明显。家住上海外滩附近的金女士一听说天空出现“异象”，特地带着相机到空旷的楼顶拍摄，“肉眼看起来就像同时有三个太阳在天上，当中一个最大，左右两侧各有一个小太阳，将大太阳包在中间。”金女士告诉记者，“i个太阳”组成的圆弧外还挂着一小段倒挂的彩虹。这一罕见的“三个太阳”奇观，引起此问不少市民和网友的兴趣。对于此事，上海中心气象台解释称，这是气象上的日晕和幻日现象。原来，在天空出现的半透明的薄云里面，垂直地悬浮着许多细小的正六角形冰柱，偶尔它们会整整齐齐地垂直排列在空中，就会发生非常规律的折射现象。

3、光线从冰柱的一个侧面射入，又从另外两个侧面射出，这三条光线射到人的眼睛中，中间那条太阳光线，是由中间位置的太阳直接射来的，是真正的太阳；旁边两条光线，是太阳光经过六角形晶柱折射而来的。这样，在人们的感觉中，左右两旁的两个太阳，实际上是太阳的虚像，也称“假日”。而同时出现的彩虹，是因为光线经过六角形晶柱时，类似于光通过三棱镜，发生了光的色散现象，折射出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光谱。平时飘浮在空中的六角形冰柱常常是不规则排列的，所以反映不出多个太阳的奇景，而六角形冰柱有规则排列在天空中的情况极少出现，因此，这种三日同辉的大气光学现象就极为罕见了。捉迷藏的鱼在烧杯里放一条塑料小鱼

4、，慢慢倒入半杯水，待水面静止下来，我们在烧杯上方缓缓移动眼睛，在某一个角度，你会惊讶地发现，烧杯的水中竟然有四条塑料小鱼!明明是一条塑料小鱼，怎么被烧杯变魔术般l地变出了四条?难道真的像黄宏的小品里说的一样：在花盆土里埋一张十圆钱，念叨一番就会长出几张人民币?回答是否定的，烧杯和水哪里有如此神奇的魔术功夫，这是光的反射和折射变出的一幕幕魔术。如图所示，我们可以按照从上到下的顺序将四条小鱼编成1、2、3、4号，来一一解读这四个塑料小鱼的形成奥秘。1号，是从水面向下看过去时反射与折射的共同作用结果。此时塑料小鱼以烧杯底为反射面形成了变形的虚像，这个虚像的光线在从水向空气传播过程中发生

5、了折射现象，我们沿着折射光线的反向延长线看过去，就看到了最上面这个有点变形的1号塑料小鱼。形成这个虚像的光线的传播路径是这样的：小鱼～玻璃杯底部一水一空气一人眼；2号，是从水面向下看过去时的折射现象。此时塑料小鱼的光线在从水中向空气中传播时发生了折射现象，折射的结果使得塑料小鱼的虚像看起来被抬高。形成这个虚像的光线的传播路径是这样的：小鱼～水一空气一人眼；3号，是从烧杯外侧向下看过去时的折射结果。此时烧杯和水构成了一个凸透镜，塑料小鱼位于凸透镜的一倍焦距以内，因此塑料小鱼形成厂正立放大的虚像。形成这个虚像的光线的传播路径是这样的：小鱼一水一玻璃杯壁一空气—人眼；4号，是从烧杯外侧

6、向下看过去时反射与折射的共同作用结果。此时小鱼以烧杯底为反射面，类似于平面镜成像而形成一个虚像，这个像与塑料小鱼关于烧杯底对称，所以小鱼的像看起来鱼脊朝下，鱼肚朝上。形成这个虚像的光线的传播路径是这样的：小鱼一玻璃杯底部一水—玻璃杯壁一空气一人眼。