花貓變白貓

油性筆

水

杯子

白紙

自封袋

1 先將杯子裝滿水。

2 在一張約寬8厘米、高10厘米的白紙上畫一只花貓。

3 將畫好花貓的紙裝入大小相似的自封袋中，可以透過透明的自封袋看見里面白紙上的花貓。

4 把裝著花貓的自封袋放入水里，花貓竟然從水里消失了！

5 這次拿出另一個(gè)透明自封袋，在上面畫一只同樣大小的白貓。

6 把畫著花貓的白紙裝入畫有白貓的自封袋中，再把它放進(jìn)水里，原本的花貓變成白貓了！

7 再把自封袋從水中取出來，發(fā)現(xiàn)白貓又變回花貓了！這到底是為什么呢？

天??！這真是太神奇了！

原來如此

當(dāng)光線經(jīng)過兩種不同折射率的介質(zhì)時(shí)，光線會(huì)在介質(zhì)的界面被折射或是被反射。為了方便比較兩種不同介質(zhì)的折射率，這里我們稱折射率比較大的介質(zhì)為“光密介質(zhì)”，稱折射率小的介質(zhì)為“光疏介質(zhì)”。例如：水與空氣相比，水的折射率較大，所以是光密介質(zhì)，空氣就是光疏介質(zhì)。

由光的折射定律我們可以得知光線由水中射入空氣里，即由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，折射角度會(huì)變大。然而，當(dāng)我們慢慢增加入射光的入射角度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)下圖所示的情況─因?yàn)檎凵浣菚?huì)變大，當(dāng)入射角大到一定的角度時(shí)，折射角會(huì)達(dá)到90 度以上，此時(shí)折射光就會(huì)消失只剩下反射光，也就是所有的光線都會(huì)被反射回去造成全反射。

全反射只會(huì)發(fā)生在以下條件下：①光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)；②入射光的角度大到一定的角度（這個(gè)角度又稱為臨界角）時(shí)。

因?yàn)橛腥瓷涞默F(xiàn)象，我們也可以做出幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中的神奇效果呢！來看看是怎么辦到的吧。

圖解：花貓變白貓

花貓會(huì)“消失”也是因?yàn)槿瓷涞木壒?。?dāng)我們從較高的角度觀看時(shí)，塑料袋里的花貓反射的光線要經(jīng)過空氣、塑料袋與水，最后發(fā)生了全反射現(xiàn)象，使我們的眼睛看不到花貓，我們就會(huì)認(rèn)為花貓?jiān)谶M(jìn)入水中后消失了。塑料袋上的白貓因?yàn)榉瓷涞墓饩€不需要先經(jīng)過空氣，所以可以被我們看見。

一點(diǎn)就通

穿梭世界無遠(yuǎn)弗屆的光纖

全反射是一種奇特的光學(xué)現(xiàn)象，除了可以利用它做出有趣的實(shí)驗(yàn)以外，它在我們的生活中也扮演了重要的角色呢?，F(xiàn)代的電信傳輸就是利用全反射的原理做出的一種傳導(dǎo)光波和光信號(hào)的材料，稱為光纖。

光纖是利用光在玻璃或塑料制成的纖維中以全反射原理傳輸?shù)墓鈧鲗?dǎo)材料。由于全反射時(shí)光線沒有能量損失，因此信號(hào)可以傳輸?shù)綐O遠(yuǎn)的距離，比起傳統(tǒng)利用電線或銅線來輸出，光纖可以減少更多的損耗，廣泛應(yīng)用于電信通信或網(wǎng)絡(luò)寬帶傳輸上。也因?yàn)橛泄饫w通信，長(zhǎng)距離的傳輸才成為可能，越洋的海底電纜也才得以實(shí)現(xiàn)。2009年，提出光纖可用于長(zhǎng)距離通信的華人科學(xué)家高錕獲頒諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。光纖不僅為今天的日常生活帶來了許多革新，也為科學(xué)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。