筷子在水中折射现象

题目

筷子在水中折射现象
拿一根筷子放人水中,从侧面看,筷子的水面上部分和水面下部分并不在一条直线上,好像折断了一样,以说明光在水中发生了折射现象.那么,这种解释是不是恰当呢?我们来把筷子换一个位置再观察现象,(1)当沿玻璃杯的正中心把筷子竖直插人(法线方向)时,观察筷子的水中部分,可以发现筷子的水中部分和水面上部分保持在一条直线上,如果筷子较粗,细心的你还会发现,筷子的水下部分变粗了些.(2)接着保持筷子竖直不变,把筷子向左移动一个位置,观察,可见筷子的水中部分向左移动的位置更多,两段筷子断开了.(3)仍保持筷子竖直不变,把筷子移动到玻璃杯内右侧,观察,可见和刚才左侧方向相反,筷子的水中部分比水上部分移动的更右一些请解释一下这是为什么?

答案

理解水的折射现象采用这种方式会比较正确：
在一个较大容器,盛较多的水,将筷子斜插入水中,人眼应该从斜上方俯视斜下方的筷子,.此时看筷子会是比较浅,像是筷子向上折了.

而如果是垂直插入水中,我们只会看到筷子变短了.

而在你的问题在于,从杯子的侧面观察.这样就引入了水杯的影响,杯子装满水之后就类似于一个透镜,光线到达眼睛之前在水与玻璃的界面、玻璃与空气的界面上已经发生了折射,水杯的面为凸曲面,因此从侧面观察,会类似于放大镜的状况.所以会出现你看到的情况.
至于你说的变粗,左移,断了,折射因为如下的原因：筷子的方向与圆柱的方向一致.左右方向有放大的作用,上下无放大作用.在水面之下与水面之上的光线走的路径完全不同,因此我们看到的水面之上与水面之下的虚像位置可能完全不同.