光学与波动 · 人教版八年级物理第四章第四节

光的折射定律与渔夫叉鱼模拟器

折射经典考点：从岸上看水中的鱼，看到的不是真鱼而是折射光反向延长线形成的“虚像”，位置比真鱼“偏高变浅”。叉鱼要瞄准虚像下方；用激光照鱼直接对准虚像即可！

本地计算 · 数据不上传

考点预设与典型误区：

3D 物理实验视窗● 60 FPS

速度:

实验控制变量

入射角 θ1

介质1折射率 n1

介质2折射率 n2

真鱼实际水深

折射角 θ2

全反射临界角 θc

虚像视深 h_视

全反射状态

【实时推导与公式代入】

基本公式： --

代入过程： --

物理状态： --

【题干】 光线以 45° 入射角从空气射入折射率为 √2 ≈ 1.414 的玻璃砖中，求折射角多大？玻璃砖的全反射临界角是多少？

【详细计算步骤】

1) 由斯涅尔定律 n1·sinθ1 = n2·sinθ2 得 1.0×sin45° = √2×sinθ2 => sinθ2 = (√2/2)/√2 = 0.5，故折射角 θ2 = 30°；2) 全反射临界角 sinθc = 1/n = 1/√2 => θc = 45°。

【题干】 一清澈水池实际深度为 2m（水折射率 n=1.333）。人站在池边垂直向下看，池底看起来有多深？

【详细计算步骤】

Q1. 变式 1：在水中潜水员向上看岸上的树木，树木的高度看起来是变高了还是变矮了？为什么？

Q2. 变式 2：发生全反射必须同时满足哪两个苛刻条件？现代光纤通信是怎样利用全反射的？

Q3. 变式 3：一束光从空气斜射入长方形玻璃砖，再从玻璃砖另一面平行射出，出射光线与入射光线相比发生了什么变化？

渔夫叉鱼要往下叉，激光照鱼为什么不需要往下偏？

因为激光是光线，光路具有严格的可逆性。人眼看到的鱼是虚像，虚像的位置正是水下鱼发出的光线折射后射入人眼的延长线。激光从人眼同方向射向虚像，在水面发生完全相同的折射偏转，正中真鱼。

为什么夏天在柏油马路上远处看起来有一滩“水洼”，走近了却什么都没有？

这是下海市蜃楼（地表虚景）。地面沥青被暴晒温度极高，贴近地面的空气受热密度小、折射率小；上层空气冷、折射率大。远处天空光线向下射入热空气发生全反射向上弯折入人眼，人以为看到了水面反光。

钻石为什么比普通玻璃看起来耀眼夺目得多？

钻石折射率极高（n ≈ 2.42），导致全反射临界角极小（θc ≈ 24.4°）。配合特殊切工，绝大多数从顶部进入的光线在钻石内部发生多次全反射，最终全部从冠部射出，火彩璀璨。

筷子斜插在水碗里，为什么看起来在水面处“折断”向上翘？

水下部分筷子反射的光从水斜射入空气时折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，水下各点形成的虚像均比实际位置偏高变浅，因此看起来向上弯折断裂。