宏大華麗的舞臺上,主持人正熱情地介紹一位魔術表演者:“它雖沒有靈活的雙手,卻創造出絢麗的彩虹;它給我們帶來光明,也制造幻象。它就是光!”
伴隨著熱烈的掌聲,光登上舞臺,開始了自我介紹:“我是世界上最快的東西,在真空中的速度可接近每秒30萬千米。雖然我是沿直線傳播的,但當我“拐彎”時,我就成了一名魔術師,給世界帶來不可思議的魔術表演!”
冰涼的河水中,一個小孩正在嘗試用木叉刺河里的魚。他瞄準了其中一條魚,然后用力一刺,卻發現根本刺不到它。
原來,當射到魚身上的陽光反射進入眼睛時,光線在離開河水進入空氣的過程中已經發生了折射,但大腦認為光是直線傳播的,所以魚的真實位置就產生誤差,看到的魚會比真實的魚的位置高一點。如果一直對著“魚”猛刺,是怎么都刺不中它的。
光在不同介質中的傳播速度不同,當它從空氣斜射入其他透明介質,如水中時,會發生折射,即光的方向發生改變。就像一個隊列在行進時,如果內側隊員速度突然變慢,為了保持隊形,整個隊伍就會發生彎曲。
舞臺上,雨稀稀拉拉地下了一會后停了下來。此時,光“唰”地竄進剛剛下過雨的地方,那里竟出現了一道彩虹!觀眾驚奇不已,并發出疑問:“這究竟是為什么?”
光向觀眾解釋道:“雨停后,空氣中還有許多小水滴。當光進入這些小水滴時,發生折射,然后從雨滴內部反射回來,反射回來的光再次發生折射,由于有多次折射,使各種單色光發生明顯分離。分離的單色光進入人的眼睛,就形成了彩虹。”
白光由紅、橙、黃、綠、藍、靛和紫七種單色光組成,由于每種單色光的傳播速度不相同,因此它們的折射角度也不相同,導致進入水等介質時,各種顏色的光線會稍微分開。
“看,天空中竟然有大樓!”一位觀眾詫異地指向舞臺上方的天空并大叫,其他人也紛紛望去。
這種幻象叫海市蜃樓,偶爾在平靜的海面、湖面或沙漠等地方出現,它也是光的折射造成的。當空氣因溫度、濕度等的變化使密度發生變化時,折射率也隨之變化。在折射率逐漸變化的情況下,光會以類似曲線的形式傳播。光以曲線的方式進入人的眼睛,使得人類看到了原本看不見的物體,但大腦以為光沿直線傳播,因此以為物體在本不存在的地方出現了。