水是我們生活中常見的一種“透明”介質(zhì)，也是我們的生命之源。光穿過(guò)水面會(huì)有一些自然現(xiàn)象，對(duì)此有很多網(wǎng)友非常想了解其中的過(guò)程，想知道光穿過(guò)水面有折射嗎？穿過(guò)水出來(lái)來(lái)是直的嗎這些問(wèn)題。
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光射入水時(shí)發(fā)生的折射

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其實(shí)想要能夠完美的解釋上述問(wèn)題，就需要在講述過(guò)程中進(jìn)行一些假設(shè)，不然當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。下面我們就進(jìn)行一些假設(shè)：

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1、水的質(zhì)量非常好，沒有雜質(zhì)及其他生物，比純凈水還純凈。之所以這樣假設(shè)，是因?yàn)檫@樣我們就可以把水當(dāng)作一種透明“材料”來(lái)研究，而不會(huì)出現(xiàn)結(jié)果上的偏差。如果水中有雜質(zhì)或者是其他生物，甚至水內(nèi)部是“不均勻”的，那么會(huì)導(dǎo)致這種水的霧度值增加。

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2、水面穩(wěn)定無(wú)波浪。如果水面有波浪，甚至這種波浪雜亂無(wú)章，對(duì)于我們的講述會(huì)有很大影響。水面上有不規(guī)則的波浪，相當(dāng)于透明材料上凹凸不平，與光接觸時(shí)的角度會(huì)發(fā)生變化，會(huì)增加光的反射光通量。

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3、水是通過(guò)空氣“容器”盛裝的，即有一個(gè)規(guī)則形狀、具有一定深度的水“浮”在空氣中。如果通過(guò)其他容器盛裝水，再來(lái)討論上述問(wèn)題，容器材質(zhì)對(duì)光在水中的透射傳播也是有影響的。另外，水的深度以滿足國(guó)標(biāo)GB/T 5433-2008，深度要求是2.0±0.1mm（在后面的講述過(guò)程中，你可以將其放大10倍、100倍）。因?yàn)椴牧媳旧韺?duì)光線是有吸收的，深度太深會(huì)導(dǎo)致光通量大幅度減少，深海下面是漆黑無(wú)光的就是這個(gè)道理。

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4、光最好是垂直射入水面中的，且光是一個(gè)光束。當(dāng)然，因?yàn)槲覀冎皇窍肓私庖恍┈F(xiàn)象，而不需要得到一些確切的值，所以也可以固定其他角度。

光進(jìn)入玻璃和水后發(fā)生的折射現(xiàn)象

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上述假設(shè)都滿足后，光垂直進(jìn)入水面，會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象，即水面如同玻璃一樣將一部分光線折射回來(lái)。想要了解這個(gè)過(guò)程，我們可以將自己的眼睛當(dāng)作“光線”，在垂直觀察清澈的水面時(shí)，會(huì)看清自己的臉龐。這部分反射光通量是極其有限的，大部分光線會(huì)進(jìn)入水中，此時(shí)因?yàn)樗馁|(zhì)量非常好，沒有雜質(zhì)和其他生物，且內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，所以不存在折射，即此時(shí)水的透光率幾乎達(dá)到100%。如果水的質(zhì)量不好，則光穿過(guò)水面是有折射的，光通過(guò)透明材料中，折射角度大于2.5度的光線也被稱為散射光線。當(dāng)光繼續(xù)前進(jìn)穿過(guò)水層時(shí)，由于角度是垂直的光束，所以穿過(guò)水出來(lái)是直的，如果光束是以某一個(gè)角度射入水中，那么出來(lái)時(shí)也是以這個(gè)角度出來(lái)的。

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總結(jié)：以上是多種假設(shè)光穿過(guò)水中的條件，事實(shí)上在生活中是不可能存在這樣的狀況的。當(dāng)光線光束垂直穿過(guò)普通水面時(shí)，由于水面可能因振動(dòng)、風(fēng)存在一些波浪，光會(huì)發(fā)生更多的反射，進(jìn)入水中的光通量會(huì)大幅度減少。而在水中由于雜質(zhì)、生物等存在，光在過(guò)程中折射的光通量更多，即水是看起來(lái)不清澈霧蒙蒙的，這就是霧度值在增加。當(dāng)光透過(guò)盛裝材料時(shí)，也會(huì)因裝水的容器而再次發(fā)生反射、折射、透射現(xiàn)象，如果盛水的材料內(nèi)部組織均勻，那么光穿過(guò)水出來(lái)時(shí)仍是直的，但此時(shí)光線的強(qiáng)度會(huì)有大幅度減弱。