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物體的神秘消失,難道也怪量子力學(xué)?

2022/11/21 21:46:01 來(lái)源:中科院物理所 作者:阿樂(lè)&小帕&iu 責(zé)編:遠(yuǎn)生

這次不是影子消失哦,而是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的物體消失了!

難道是量子力學(xué)?

別急,接下來(lái)就帶大家一探究竟

實(shí)驗(yàn)器材

一個(gè)水盆,一個(gè)透明杯子,一個(gè)硬幣(好吧,類似硬幣的也行狗頭)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程

第一步:

將杯子灌滿水,然后迅速倒放到水盆中硬幣的上方,注意保證杯子里的水要比水盆的水面高,移動(dòng)杯子的同時(shí)保持一個(gè)斜俯視角觀察杯子里面的硬幣。

第二步:

首先讓硬幣保持在倒放的杯子中,輕輕按住杯子,然后向水盆中加水,注意保證杯子里面的水要比水盆的水面,同樣移動(dòng)杯子的同時(shí)保持一個(gè)斜俯視角觀察杯子里面的硬幣。

是不是硬幣都在你的眼睛里憑空消失了?

第三步:

來(lái)做個(gè)對(duì)比試驗(yàn),讓水盆和杯子子里面都不要有水。

哈,不管怎么動(dòng),硬幣都還在吧!

原理解說(shuō)

光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向會(huì)發(fā)生改變,即為光的折射。光的折射滿足折射定律,即

其中 n? 、n? 分別為入射介質(zhì)和出射介質(zhì)折射率,θ? 、θ? 為入射角和出射角。

當(dāng)入射角 θ?=0 時(shí),sinθ?=0,得 θ? 也為 0,也就是說(shuō)當(dāng)光線垂直界面入射時(shí),不發(fā)生折射。

從折射定律可以看出,折射角會(huì)隨著入射角的增大而增大。當(dāng)入射角達(dá)到臨界值,θ?=arcsin?(n?/n?) 時(shí),θ? 達(dá)到最大值 90°;此時(shí)繼續(xù)增大入射角,折射光線便會(huì)消失,所有光線全部在界面處發(fā)生反射,即全反射。

全反射現(xiàn)象的兩個(gè)條件:入射角大于臨界值;光線從折射率高的介質(zhì)入射到折射率低的介質(zhì)。

在我們的螺母消失實(shí)驗(yàn)中,螺母的光線從水中射到空氣里再進(jìn)入到人的眼中,水的折射率高于空氣,在我們加入杯子后,折射面改變,入射角能夠大于臨界角,便會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,沒(méi)有折射光線進(jìn)入到空氣中,螺母在我們眼中便“隱身”了。

杯中沒(méi)水時(shí)與有水情況類似,只是發(fā)生全反射的界面有了變化。光線以 θ?入射到水中,折射角為 θ?,再?gòu)乃邪l(fā)生折射進(jìn)入空氣,而此時(shí)的入射角為 θ?的余角 θ?,θ?大于臨界角,因此發(fā)生了全反射,螺母“隱身”。

本文來(lái)自微信公眾號(hào):中科院物理所 (ID:cas-iop),作者:阿樂(lè) & 小帕 & iu

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關(guān)鍵詞:物理,實(shí)驗(yàn)

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