观察潜望镜的剖面结构,看光线怎样经过两次反射绕过遮挡物进入眼睛;再把镜面掰歪一点点,看看会发生什么。
点击「播放」,跟着橙色光线走完:上方入口进入 → 上镜面反射 → 沿镜筒向下 → 下镜面反射 → 进入人眼。
慢放可以看清每一次反射的瞬间,快进可以快速复习。
拖动滑块让镜面偏离 45°,光路会实时中断,画面变暗。
注意:镜面歪斜时 入射角仍然等于反射角,反射定律并没有失效 —— 失败的真正原因是反射后的方向不是我们需要的方向。
把实验现象和原理对应起来,就明白潜望镜为什么必须这样做了。
光碰到平面镜会改变传播方向又返回来,这就是光的反射。潜望镜利用的正是这个现象,而不是折射。
光线进入上方入口后,先被上镜面向下反射,沿镜筒竖直向下;再被下镜面水平反射,射入人眼——一共两次。
只有镜面与水平方向成 45°,水平光才能正好变成竖直光、竖直光才能正好变成水平光。上镜面偏 1°,光线到眼睛时就偏出约 18 毫米;下镜面偏 1° 也偏出约 8 毫米——都远远超出瞳孔的大小,就看不到像了。
潜望镜用的是反射(光被镜子"弹"回来,仍在空气里走)。拖动滑块改变入射角,看看反射和折射到底哪里不一样。
光碰到镜面被"弹"回原来的介质(空气),入射角=反射角。潜望镜里的两块镜子就是在做这件事。
光从空气斜射入水时会改变方向并进入水中,角度向法线靠拢(折射角 < 入射角)。筷子在水里"折断"就是这个原因。
反射——光被弹回,留在原介质;折射——光穿过去,进了新介质。潜望镜的镜子是不透光的,光穿不过去,只能是反射。
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