水里的筷子为什么看起来像折断了?

水里的筷子为什么看起来像折断了?

筷子没有在水面真的折弯,改变方向的是光。水下筷子反射的光进入空气时,速度增大;若它不是垂直穿过水面,光线会偏离界面法线。眼睛却通常假定光沿直线来到自己,于是把折射后的光线向后延长,把水下部分看成位于一个更浅、也略有横向偏移的位置。

筷子露在空气中的部分,其光线没有经过水—空气界面,位置不会以同样方式移动。两部分的视觉位置在水面附近对不上,便出现“折断”的样子。这也是从上方看池底觉得水比实际浅的原因。

这个现象是折射形成的虚像,不是水把筷子放大,也不是镜面反射。观察角度越斜,错位通常越明显;若视线接近垂直水面,光线偏折较小,筷子的断裂感也会减弱。折射率描述光在不同介质中的传播差异,筷子的外形本身始终没有改变。

资料:https://openstax.org/books/university-physics-volume-3/pages/2-3-images-formed-by-refraction


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