当筷子插进水里：初中物理中光的折射定律到底在讲什么

你有没有这样的经历？盛夏时节，你端着一碗凉面，清澈的汤里躺着一根筷子。你明明把筷子插得笔直，可从侧面一看，筷子就像被水"折断"了一样，上半部分和下半部分不在一条直线上。这时候你可能会觉得是碗的问题，或者是自己眼花了。但如果你学过物理，就会知道这背后藏着一个非常重要的定律——光的折射定律。

在初中物理的学习过程中，光的折射定律是一个既有趣又实用的知识点。它不仅仅是一个需要记住的公式，更是我们理解自然界很多现象的钥匙。今天，我想和大家聊聊这个定律在生活中到底有哪些应用，以及在学习的时候应该注意些什么。

先搞清楚：光为什么会"转弯"

在解释折射定律之前，我们得先弄明白一个基本问题：光在同一种均匀介质里不是走直线吗？那为什么它到了两种介质的交界处就"转弯"了呢？

这里可以用一个不那么严谨但很形象的比喻。想象一下，你开着车从平整的柏油马路上，突然冲进了一段泥泞的土路。你的车速会因为路面的阻力而变慢，对吧？如果你是斜着冲进去的，那么右边的车轮先进土路，左边的还在马路上，这样右边慢、左边快，车头自然就会向右边偏转。光的传播也是类似的道理。当光从一种介质（比如空气）进入另一种介质（比如水或玻璃）时，它在两种介质中的传播速度不一样，就会发生"偏转"。

科学家们通过大量的实验，总结出了光折射时的几条重要规律。这就是我们今天要重点讨论的内容。

折射定律的核心内容

光的折射定律主要有三个要点，很多同学刚开始学的时候容易把它们记混，所以我们需要一条一条来理清。

第一条，折射光线和入射光线、法线在同一平面内。这句话的意思是，当我们研究光的折射时，需要先画一条垂直于两种介质交界面的虚线，这条线就叫做法线。然后，入射光线、折射光线和法线这三者必须躺在同一个平面上。如果你从侧面看这个平面，所有的光线都能看得一清二楚。

第二条，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。这一点很关键。很多同学在画图的时候会忘记，结果把折射光线画到了入射光线的同一侧，那就大错特错了。不管光是从空气射入水中，还是从水中射入空气中，折射光线和入射光线永远分别在法线的两边。

第三条，也是最核心的一条：光从空气斜射入水或玻璃等透明介质时，折射角小于入射角。入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角。当光从"疏"的介质进入"密"的介质时，折射角会变小，光线会向法线方向偏折。反过来，如果光从水或玻璃射向空气，折射角就会大于入射角，光线会远离法线偏折。

为了帮助大家更好地记忆，我整理了一个简单的对照表：

生活中的折射现象，你注意到了吗

光的折射定律绝对不是课本上枯燥的条文，它就发生在我们日常生活的每一个角落。只是有时候我们没有意识到罢了。

让我们先从最常见的说起。夏天你去游泳的时候，有没有发现站在齐腰深的水里，看起来自己的腿好像变短了？这就是折射造成的视觉效果。光线从你的腿部皮肤反射出来，经过水-空气的交界面时发生了折射。因为折射角大于入射角，光线进入你的眼睛时，视觉角度发生了变化，你的大脑根据这个角度判断物体的位置，就会觉得腿比实际的短了一些。同样的道理，放在水里的物体看起来会比实际的位置要浅一些，这也是为什么叉鱼的时候我们要往下方一点叉的原因——你看到的鱼并不是鱼真实的位置。

再来说说放大镜。放大镜其实就是一个凸透镜，它能够把物体放大，让我们看清很小的字或者细节。这个功能也依赖于光的折射。当我们把放大镜放在物体上方时，物体发出的光线经过凸透镜的折射后会变得发散，这些发散光线的反向延长线在镜片的另一侧交汇，形成一个放大的虚像。我们的眼睛顺着光线反向看过去，就看到了一个放大的图像。

还有一样东西你们肯定都见过，那就是眼镜。近视眼镜和老花眼镜都是利用光的折射原理来矫正视力的。近视的人眼球的前后距离太长，或者晶状体的折光能力太强，导致光线会聚在视网膜前面。为了让光线能够正确会聚在视网膜上，就需要戴上一副凹透镜来先把光线发散一下，再进入眼睛。而远视的人则相反，他们需要戴凸透镜来增强折光能力。

这些场景在考试中经常考到

了解了生活中的现象之后，我们再来看看在初中物理的考试中，折射定律通常会以什么样的形式出现。

最常见的一类题目是画图题。题目会给出入射光线和介质的分界面，要求你画出折射光线。这时候你需要注意两个关键点：一是法线要垂直于界面，二是折射角和入射角的大小关系不能搞反。举个例子，如果题目说光从空气斜射入水中，那么折射光线一定要比入射光线更靠近法线。如果你画反了，这道题就一分都拿不到。

还有一类题目是解释现象。比如为什么池水看起来比实际浅？叉鱼应该往哪个方向瞄准？这些题目需要你把折射定律和人的视觉原理结合起来回答。回答的时候要逻辑清晰：先说明光从水中射向空气时发生了什么，再说明为什么眼睛看到的物体位置会和实际位置不同。

另外，透镜成像的规律也是考试的重点。凸透镜和凹透镜对光线的作用、凸透镜成像的几种情况（放大镜、投影仪、照相机），这些内容都以折射定律为基础。虽然到了高中才会系统学习透镜成像的公式，但初中阶段我们也需要掌握基本的光路图做法。

学习这部分内容时常见的误区

在教学过程中，我发现很多同学在学习光的折射时，会陷入一些思维陷阱。这里我把最常见的几个误区列出来，希望能够帮助大家避免同样的错误。

第一个误区是把"光的反射"和"光的折射"混淆。反射是光在两种介质的交界处返回原介质的现象，比如镜子成像；而折射是光进入另一种介质继续传播的现象。这两个过程虽然都发生在交界面上，但遵循的规律完全不同。反射时反射角等于入射角，而折射时两角并不相等（除非是垂直入射）。

第二个误区是搞反角度关系。有些同学在记忆"空气到水，折射角小"这个规律时，总是记反。有一个记忆的小技巧可以帮到你：想象光"喜欢"水，在空气里跑得快，到了水里就跑得慢，所以一到水边界就"刹车"，这样自然就往法线那边偏了，折射角就小了。这个联想虽然不太严谨，但用来应付初中阶段的考试足够了。

第三个误区是忽视垂直入射的情况。当光线垂直入射到两种介质的分界面时，入射角等于0度，这时候折射角也等于0度，光线不发生偏折，沿着原来的方向继续传播。很多同学会忘记这个特殊情况，以为只要是两种介质界面，光就一定会转弯。

怎么学才能真正掌握

说了这么多关于折射定律的知识，最后我想分享几个学习这部分内容的方法。这些方法是我们金博教育在长期教学中总结出来的，效果还挺不错的。

首先是多观察，多思考。生活中到处都是折射现象，筷子在水里变弯、泳池的底看起来比实际浅、眼镜能够矫正视力，这些都是现成的学习素材。当你在生活中遇到这些现象时，不妨停下来想一想：这是怎么发生的？用学过的折射定律能不能解释？这种主动联系生活的方式，比死记硬背公式要有效得多。

其次是多画光路图。光学这部分内容，最大的难点在于空间想象能力的培养。很多题目只要你光路图画对了，答案就一目了然。建议大家养成习惯，不管是做作业还是复习，都先把涉及的光路图画出来，标清楚入射角、折射角和法线的位置，然后再答题。光路图画多了，你会发现自己的空间想象能力在不知不觉中提高了很多。

最后是多问为什么。物理这门课，不是记公式就能学好的。你需要理解公式背后的物理意义，为什么会有这个规律，这个规律是怎么被实验验证的。比如，你可以问问自己：折射定律适用于所有波长的光吗？不同颜色的光在折射时角度会有差异吗？这些问题可能初中阶段不要求掌握，但思考它们能够帮助你建立更深入的物理直觉。

学习光的折射定律，其实就是在学习如何用科学的眼光看待周围的世界。当你能够解释为什么天空是蓝色的，为什么彩虹是拱形的，为什么放大镜能够放大物体的时候，你会发现物理是一门多么有趣又实用的学科。希望大家在学习的时候不要把它当成枯燥的任务，而是带着好奇心去探索，你会发现课本上的每一个定律背后，都藏着大自然的奥秘。

好了，今天就聊到这里。如果你在学习物理的过程中有什么困惑，或者想了解更多关于学习方法的内容，欢迎继续交流。学习这件事，急不得，但也别怕麻烦，一步一个脚印往前走，总会有收获的。