【种花家务·物理】4-2-01在两种媒质界面上的光现象『数理化自学丛书6677版』
【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的注解。
【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。
第二章光的传播(二)
【山话|| 本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿;功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳;热量的单位卡路里等于4.186焦耳;电荷的单位静库(1库伦=3×10⁹静库);电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等,但如今是不允许的,力是不能使用质量单位的。】
§2-1在两种媒质界面上的光现象
【01】在第一章里我们已经知道:在同一种均匀的媒质里,光是直线传播的。如果,光不是在同一种媒质里传播(例如从空气射到水里),或者,媒质是不均匀的、不纯净的(例如媒质本身的密度有着变化,或存在其他物质微粒),这时候光的传播的情况,就会比在同一种均匀的媒质里传播复杂些。在这一章里,我们将分别讨论这些情况下光的传播和一些有关的光现象。
【02】光从一种媒质射入另一种媒质的时候,它的传播方向是要改变的。例如光从空气射入水中时,就有一部分光在空气和水的分界面上改变了原来的方向,回到空气里,并继续传播,如水面上反光或耀光的现象,就是这个缘故;另外还有一部分光进入水里,也改变原来的方向,在水里传播,如一支筷子半截斜插在水中(如图2·1所示),从外面看上去,好象筷子在水面处被折断了,这就是光的传播方向在空气和水的分界处发生了偏折的缘故。光从一种煤质射到另一种媒质里时,有一部分光在媒质的分界面上改变了传播的方向,回到原来的媒质里继续传播,这种现象,叫做光的反射;另外一部分光在媒质的分界面上也改变了原来传播的方向,进入到另一种媒质里继续传播,这种现象,叫做光的折射。

【03】我们把射到界面上的光线叫做入射光线(见图2·2);入射光线跟媒质分界面的交点,叫入射点;过入射点与媒质分界面垂直的直线称作法线;入射光线跟法线的夹角 a 叫入射角;从界面上反射回到原来媒质的光线,叫反射光线;反射光线跟法线的夹角 b 叫反射角;折射入另一种媒质里去的光线叫折射光线;折射光线跟法线的夹角 r 叫折射角。

【04】入射光线的强度(从而它的能量)【光的能量和它强度的平方成正比】,可以近似地看成是反射光线强度和折射光线强度的总和,说它是近似的相等,是因为还有一部分光的能量被媒质吸收了。例如把一盆水曝晒在强烈的太阳光下面,过一些时候,水的温度就会升高一些,这就是水吸收了太阳光的能量以后,把太阳光的能量转变成水的内能的缘故。光的反射、折射和吸收等是光投射在两种媒质分界面上时发生的重要光现象,下面将分别地加以讨论。