折射 · 一分为二 θ₁ = 45°
图 7 · 红光射向界面,一条分两路:反射原路弹回,折射拐弯进入另一种介质。转过临界角,折射消失,光被全部弹回。

拐弯的规律只有一句

n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂。光从疏进密就偏向法线(空气→水),从密进疏就偏离法线。斯涅尔在 1621 年写下的这一行,今天每一根光纤都在执行。

从水下抬头看天

在水里往上看,整个 180° 的天空被压缩成一顶 97° 的亮锥(临界角 48.6°),锥外只能看见水面的倒影。这扇“斯涅尔之窗”是每个潜水员都见过的奇景。

全反射:光被关进水管

从密介质射向疏介质、入射角超过临界角时,折射彻底消失——100% 的光被弹回来。互联网骨干网里的光,就是这样在一根头发丝粗的玻璃纤维里弹跳着跑遍全球的。

反直觉的一点

光拐弯不是因为撞到了什么,而是因为光在不同介质里速度不同——水中的光速只有真空的 3/4。斯涅尔定律其实是费马原理的推论:光永远走“耗时最短”的那条路,拐弯恰恰是它在抄近道。