揭秘湖水为何呈现蓝色：光的传播与反射的奥秘

我们每天都能看到这个多彩的世界，但你有没有想过，是什么让我们看到了这些美丽的景色呢？答案是光。光是一种能够在空间中传播的电磁波，它可以带给我们视觉的感受。

但是，光在不同的物质中传播时，会发生一些有趣的变化，让我们看到不同的现象。

一、光的传播

光是一种电磁波，它可以在真空中以每秒30万公里的速度传播，也可以在不同的介质中传播，但速度会有所减慢。例如，光在空气中的速度约为每秒29.9万公里，在水中的速度约为每秒22.5万公里，在玻璃中的速度约为每秒20万公里。

光在介质中传播时，由于光受到介质的相互作用，其传播路径遇到光滑或粗糙的物体会发生偏折，产生反射与折射的现象。

二、光的反射

反射就是光遇到平滑或粗糙的表面时，弹回原来的物质中去。比如，我们站在镜子前面，就可以看到自己的影子。这是因为镜子把光弹了回来。

如果表面很平滑，光就会按照一定的规律弹回去，这叫做规则反射。如果表面很粗糙，光就会四处乱弹，这叫做漫反射。我们能够看到周围的物体，是因为它们把光源发出的光漫反射到我们的眼睛里。

规则反射有一个重要的定律：反射定律。它告诉我们，当光从一种介质进入另一种介质并发生反射时，入射角等于反射角，并且入射光线、反射光线和法线都在同一个平面上。法线是指垂直于分界面上一点的直线。

例如，当我们站在镜子前面时，镜子上我们影子与我们之间夹角等于镜子与我们之间夹角，并且这两个夹角都垂直于镜子。

漫反射没有一个固定的定律，它取决于表面的粗糙程度和入射角。一般来说，表面越粗糙，漫反射越强；入射角越大，漫反射越弱。例如，当我们看一本书时，书上的字是由墨水印刷在纸张上的。

墨水表面比较平滑，所以它对光进行了规则反射；纸张表面比较粗糙，所以它对光进行了漫反射。如果我们用手电筒照着书本正面看字时，就会发现字很清楚；如果我们用手电筒照着书本侧面看字时，就会发现字很模糊。

这是因为正面看时，墨水表面对手电筒发出的光进行了规则反射，并且反射角等于入射角；侧面看时，墨水表面对手电筒发出的光进行了规则反射，并且反射角不等于入射角，并且可能超出了我们眼睛能接收到的范围。

三、光的折射

折射是指光从一种介质进入另一种介质时，其传播方向发生改变的现象。比如，我们把一根笔放在水杯里，就会发现笔好像变弯了。这是因为水让光慢了下来，并且让光偏离了原来的方向。

折射有一个重要的定律：斯涅尔定律。它告诉我们，当光从一种介质进入另一种介质并发生折射时，入射角和折 射角之间有一个恒定比值 ，这个比值叫做折 射率 。而空气和水 的折 射率不同 ，空气 的折 射率约为 1 ，水 的折 射率约为 1.33 。

这意味着当 光从空气进入水时 ，它 的速度会减小 ，它 的方向会向法线靠拢 。所以当 我们从空气中观察水中 的物体时 ，就会觉得它 的位置更高 ，它 的形状更细 。这就像 一个放大镜 一样 。

不同颜色的光折射的程度也不同，紫色最大，红色最小。所以当白光从空气进入水后，就会被分成了七彩的光束。这叫做色散现象。例如，在雨后天空出现彩虹时，就是因为太阳发出的白光经过雨滴后被分成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等颜色，并按照不同角度排列成一个圆弧形。

总之，光是一种神奇而美妙的东西，它让我们看到了这个多彩的世界。我们应该继续探索光的奥秘，增加我们的知识和乐趣。