奇妙的折射現象

俗話說：耳聽為虛，眼見為實.我們的眼睛所看到的一定是真實的嗎？讓我們一起來看八年級《物理》（人教版）上冊第４９頁的第４題：在透明玻璃杯的杯底放一枚硬幣，再放一些水．把杯子端到眼睛的高度，再慢慢下移.當杯子移到某位置時，可以看到兩枚硬幣，如圖１所示.這是怎么回事？

原來，上方的硬幣是由于光的折射形成的硬幣的虛像.如圖２所示，從硬幣上任何一點射向水面的光線，經過水和空氣的界面發生折射時，由于光線是從水射向空氣，因而折射角大于入射角，這就使得硬幣上任何一點的虛像都比原點稍高，從而使得硬幣的虛像位置比實際位置稍高.類似的現象如水底看起來比實際的淺，一半插入水中的筷子向上偏折等.

下方的硬幣也是由于光的折射形成的硬幣的虛像.如圖３所示，在硬幣上取最寬處Ａ、Ｂ兩點，以ＡＢ代表硬幣，取Ａ、Ｂ各自發出的兩條光線ＡＧ、ＡＥ和ＢＨ、ＢＦ，其中ＡＧ、ＢＨ為任意光線，ＡＥ、ＢＦ是特殊光線，它們的反向延長線過圓玻璃杯的圓心Ｏ，相當于垂直界面入射，因此，傳播方向不發生改變.這樣，根據折射規律，光線ＡＧ、ＢＨ從水中斜射到空氣中，折射角大于入射角，折射光線偏離法線，其折射光線ＧＣ、ＨＤ的反向延長線分別交ＡＥ、ＢＦ于Ａ′、Ｂ′，觀察者認為硬幣上Ａ點位于Ａ′處，Ｂ點位于Ｂ′處，其實觀察到的是Ａ、Ｂ兩點的像.由圖可知，Ａ′Ｂ′比ＡＢ長，因此硬幣的像比實際硬幣大一些.

責任編輯 程哲