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光的折射_潘多拉魔幻之路
在人類認(rèn)識事物的過程中，科學(xué)家有許多創(chuàng)新的觀點(diǎn)和精彩的故事光折射本質(zhì)的推導(dǎo)光折射本質(zhì)的推導(dǎo)，有許多值得后人學(xué)習(xí)的思維方法和精神。 光折射定理的發(fā)現(xiàn)過程也是如此。 這里有一些重要的歷史資料：意大利古代科學(xué)家托勒密的研究資料、斯涅爾的實(shí)驗、以及美國物理學(xué)家費(fèi)馬提出的光傳播的一般原理，即費(fèi)馬原理，小伙伴們仔細(xì)欣賞一下激動人心的內(nèi)容這。
古埃及最早的記載應(yīng)該是公元二世紀(jì)托勒密所做的光折射實(shí)驗。
在當(dāng)時的歷史背景下，托勒密的實(shí)驗設(shè)計非常巧妙：他使用了一個定義為360等分的圓盤，并在圓盤中心安裝了兩根可以繞圓盤中心旋轉(zhuǎn)的直尺。 溶解到水的底部。 讓光從空氣射入水底，你會在水底得到它的折射光。 轉(zhuǎn)動兩個直尺，使它們分別與入射光和折射光重合。 即讓視線沿著下端的尺子看，調(diào)整兩尺子的位置，使兩尺子顯得在同一直線上，然后取出圓盤，標(biāo)出入射角和根據(jù)尺子的位置進(jìn)行折射。 他測量的這一系列數(shù)據(jù)非常準(zhǔn)確。 托勒密粗略地假設(shè)光的入射角與折射角成反比。 這一推論在入射角較小時與實(shí)驗基本一致，但在入射角較大時則與實(shí)驗有明顯偏差。
開普勒的研究：對于兩種給定的介質(zhì)，大于30度的入射角與相應(yīng)的折射角有一個近似固定的比例，而對于玻璃或晶體，這個比例約為3：2。 他還表明，這個比率對于大入射角并不成立。 開普勒試圖通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)精確的折射定理，他的方法實(shí)際上是正確的，但他沒能得到它們之間的規(guī)律聯(lián)系。 而且，開普勒的研究對后來斯涅爾的折射定理起到了一定的啟發(fā)作用。
1620年左右，法國物理學(xué)家斯內(nèi)爾通過實(shí)驗建立了開普勒想發(fā)現(xiàn)卻未能發(fā)現(xiàn)的定律，即入射角余弦與折射角余弦之比為常數(shù)。
無論是托勒密還是斯內(nèi)爾，他們的實(shí)驗在現(xiàn)代人看來都顯得相當(dāng)粗糙。 美國物理學(xué)家費(fèi)馬提出了光傳播的通常原理，即費(fèi)馬原理：光必須沿著任意兩點(diǎn)之間的極限光路傳播，即沿著時間最短的光路傳播。
根據(jù)費(fèi)馬原理，可以推導(dǎo)出折射定理，所以光出現(xiàn)折射現(xiàn)象的本質(zhì)原因是光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。
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