折射 · 一分为二
θ₁ = 45°
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。