物體的神秘消失,難道也怪量子力學?| 正經(jīng)玩

還記得我們上次講過影子的神秘消失事件嗎
(在?復習一下?)
但這次不是影子消失哦,而是一個實實在在的物體消失了!難道是量子力學?別急,接下來就帶大家一探究竟
實驗器材
一個水盆,一個透明杯子,一個硬幣(好吧,類似硬幣的也行狗頭)

實驗過程
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,移動杯子的同時保持一個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低,同樣移動杯子的同時保持一個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:
來做個對比試驗,讓水盆和杯子子里面都不要有水。
哈,不管怎么動,硬幣都還在吧!

原理解說
光從一種介質(zhì)入射到另一種介質(zhì)時,傳播方向會發(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。
當入射角 θ?=0 時,sinθ?=0,得 θ??也為0,也就是說當光線垂直界面入射時,不發(fā)生折射。
從折射定律可以看出,折射角會隨著入射角的增大而增大。當入射角達到臨界值,θ?=arcsin?(n?/n?)?時,θ??達到最大值 90°;此時繼續(xù)增大入射角,折射光線便會消失,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驗中,螺母的光線從水中射到空氣里再進入到人的眼中,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,便會發(fā)生全反射現(xiàn)象,沒有折射光線進入到空氣中,螺母在我們眼中便“隱身”了。

杯中沒水時與有水情況類似,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?,再從水中發(fā)生折射進入空氣,而此時的入射角為θ?的余角θ?,θ?大于臨界角,因此發(fā)生了全反射,螺母“隱身”。

編輯:Paarthurnax