求物理帝解释初中小盆友的光学疑惑

Question

1.光的折射。光从水中向上传播，进入空气时会发生折射，会发生偏折，但我们认为光是沿直线传播的，所以我们看到的斜插入水的筷子会“折断”。那么，为什么人到水面的视线的延长线不与水中物体实际发出的到水面的光线等长呢？（如果等长则向下偏折，而我们是沿着折射过的光线看过去，类似平面镜那样，应该相等才对啊）
2.小孔成像。一个小孔，物体向四面八方发光。为什么只能在光屏上成一个像？难道各束光线只能同时成一个像？难道光线不能稍微偏移下么？（物体>小孔<光屏，如果>角的度数再小一些，也能成像啊。只不过要小一些。）
3.平面镜成像。光在到达玻璃板后会反射没错。但并不是所有的光线啊，在玻璃板后面放一个光屏，就算透过玻璃板的光线发生折射，那么也应该会成像啊，为什么不成呢？

Answer 1

1因为固液气三态的密度不同  所以光线通关各种介质的速度不同造成了眼睛的错觉

2光通过小孔时  就像是

这样   所以只有通过小孔的光才成像     而距离不同    相的大小就不同

3因为光到达平面镜后反射了大多数光    只有一小部分到达了光屏    成的相很模糊   所以看不清     

如果是在夜里   在平面镜前放上点燃的蜡烛     光屏放在平面镜的光屏放在另一侧   就可以看见火焰的相了

Answer 2

1“人到水面的视线”错误，看见物体不是由于眼睛喷出“视线”，而是被动接受光线。

2我们实验中的小孔并不是足够小的，实际像是有所重叠的，但是如果物体高10厘米，像高7厘米，而重叠部分只有半毫米差距，视觉上就不会察觉到重叠。
物体变小为1毫米，像高0.7毫米，重叠部分（由孔的大小决定，设此孔大小与上同，孔与光屏距离也相同）半毫米，就看不出像的形状了。

3如果在小孔下方一定距离再开一个小孔，又可以发生小孔成像，所以在光屏上会有两个像。
如果这两个小孔很近，两个像会有部分重叠而相互干扰。
如果开很多个小孔，形成“大孔”，甚至没有挡板，那么所形成的那么多像将全部干扰，结果看不到蜡烛火焰的像，只能在光屏上看见一片亮。
“在玻璃板后面放一个光屏”和没有挡板是一个效果。

追问

后两个明白了，至于第一个，所谓的人到水面的视线，如果延长线等长则是黑色样子，实际是红色样子

追答

必须有两只眼睛才能确定物体的位置。光看见一条光线无法确定前后。

此图其实不完整，只有一条光线无法确定B’的前后位置。

要确定前后必须这样（两条光线）：

关键在于右侧入射角大，从而对应的折射角也大，从而两条折射光线不平行，反向延长后必然交于一点A‘。A’要高于A。



Answer 3

第一因为密度的不同，所以光在不同介质里传播的速度不同《当然垂直射入不会偏转》他的折射率就不同，以后高三下期的物理书上要学的。像平时的海市蜃楼就是因为空气的密度不同，使光发生了折射。

第二小孔成像是你的小孔在足够小时他穿过的光线可以近视的看成是平行的光线，那么就可以认为是垂直的投影到光屏上，投影上去的就是发光物体了

第三是因为它反射的光线太弱了被忽略了，但是在潜望镜上的镜片他就要考虑这个问题了，所以他们用的潜望镜的反射就不是用的平面镜反射的，因为那样就有你说的那种情况了，他们用的就是3棱镜了。