
吸管没有真的弯。我们看见水下部分,是因为它反射的光先在水中传播,再穿过水面进入空气。光在水和空气中的速度不同,斜着越过界面时会改变方向,这就是折射。水中的光进入空气后通常偏离界面法线,再到达眼睛。
眼睛并不知道光在途中拐了弯,而会把到达眼睛的光线沿直线向后延伸。因此,水下吸管的每一点都被判断在一个比实际位置更浅、也略有横向偏移的“像”上。露出水面的部分主要通过空气被看见,没有同样的位移;两段在水面处接不上,吸管便像折断或弯曲了。
这不是随意的视觉错觉,而是光路决定的可预测表观位置。接近垂直向下看时,光线接近沿法线通过,偏折较小;从侧面看,错位通常更明显。透明杯壁还可能加入一次小的折射,所以杯子的形状也会改变效果。把一支直吸管放入清水,从不同角度观察,就能安全地看见几何光学如何改变“物体在哪里”。
https://openstax.org/books/physics/pages/16-2-refraction
https://openbooks.lib.msu.edu/collegephysics2/chapter/the-law-of-refraction-2/
了解 Geoffrey Chen 的更多信息
订阅后即可通过电子邮件收到最新文章。