光走进水里会拐弯

我们每天都能看到光。太阳光照亮房间。手电筒照亮黑暗。光走直线。这个道理很简单。拿一个手电筒，光柱直直地射出去。书上也是这么说的。

但光真的永远走直线吗？我们可以做一个实验。找一个碗。装满清水。把一枚硬币放在碗底。你站开一点。让你的眼睛刚好看不到碗底的硬币。保持你的头不动。现在，请另一个人慢慢往碗里加水。清水加进去。水面升高。一个奇怪的事情发生了。刚才看不到的硬币，慢慢出现了。硬币好像自己浮起来了。光没有变。硬币没有动。你的眼睛位置也没变。为什么原来看不见，加水后就看见了？

这是因为光在水里拐弯了。光从一种东西进入另一种东西，它会改变方向。科学上这叫光的折射。空气是一种介质。水是另一种介质。光在空气里跑得快。在水里跑得慢。光从跑得快的地方，斜着进入跑得慢的地方，它就会折一下。就像一辆车，左边的轮子先扎进泥坑，车速慢下来，车子就会朝泥坑那边拐弯。

我们可以更清楚地看看。找一支铅笔。把它斜着插进一杯水里。从杯子侧面看。铅笔在水面处好像“断”了。水上面的部分和水下面的部分对不齐。水下面的部分看起来往上翘了。这也是光的折射。光从水里的铅笔射出来，经过水，再进入空气，方向改变了。我们的眼睛顺着光的方向看回去，就觉得铅笔的位置变了。

光的折射不只在水里发生。只要光穿过两种不同的透明东西，就会发生。比如玻璃。比如油。空气本身也不均匀。热空气和冷空气密度不同。夏天看远处的马路，地面上好像有一摊水，晃动着倒影。那也是光的折射。地面附近的空气被晒得很热，密度小。上面的空气比较凉，密度大。光穿过不同密度的空气，路线弯曲了。我们看到的是远处景物的倒影，好像水面的反光一样。

折射让很多事情变得有趣。放大镜就是一个例子。放大镜是中间厚、边缘薄的玻璃片。光穿过它的时候，中间厚的部分让光偏折得更厉害。所有光线最后聚到一个点。这个点叫焦点。把纸放在焦点上，太阳光的热量集中起来，纸就会冒烟、燃烧。我们用放大镜看字，字变大了。这也是因为光线被弯曲，重新组合进入我们眼睛，形成了放大的像。

我们的眼睛也利用了折射。眼睛里有晶状体，像一个小透镜。它把外面的光线折射，聚焦在眼睛后面的视网膜上。我们才能看清楚东西。有些人眼睛的折射能力太强或者太弱，东西就看不清楚。这就需要戴眼镜。眼镜片也是透镜，帮我们把光线的折射调整到正确的位置。

光的折射还给世界带来了彩虹。下雨后，空气中有很多小水珠。太阳光照到水珠上。光进入水珠，发生折射。阳光是白色的，其实它由很多种颜色的光混合而成。不同颜色的光，在水里跑的速度差别很小，但它们拐弯的角度不一样。紫色光拐得最厉害，红色光拐得最小。于是，白光在水珠里被分开，变成七彩的颜色。光在水珠内部还会反射一次，然后再折射出来。我们就看到了天上的彩虹。彩虹是一个圆环，我们通常只能看到它的一部分。

渔民抓鱼要懂得折射。水里的鱼，它反射的光从水里进入空气，会向上偏折。渔民看到鱼的位置，并不是鱼真正的位置。鱼实际在更深、更靠后的地方。有经验的渔民叉鱼时，不会朝看到的鱼的位置叉下去。他会瞄准更深一点的地方。这样才能叉中鱼。瞄准错了，鱼叉就从鱼上面滑过去了。

光速在不同物质中不同。真空中光速最快。空气里稍微慢一点。水里更慢。玻璃里特别慢。钻石里最慢。光速慢，折射就厉害。所以钻石能发出璀璨的光芒，就是因为它让光在里面发生很多次折射和反射。

我们知道了光会拐弯。这个知识很有用。科学家设计望远镜。望远镜用透镜把很远星球的光聚集起来，让我们看到它们。医生用内窥镜检查身体。内窥镜里有细长的光导纤维。光在纤维里跑来跑去，靠的就是不断的全反射，像在管道里滑滑梯，不会漏出去。这样光就能把身体内部的图像传出来。

回到最初的实验。碗里的硬币出现了。因为加水后，硬币反射的光，从水里斜射入空气，发生折射，向上偏折。光线进入了你的眼睛。你的眼睛觉得光是直着来的，所以觉得硬币的位置变高了，你就能看到它了。光的路线拐了一个弯，让我们看到了隐藏的东西。

光走直线，是有条件的。在同样的、均匀的东西里，光走直线。从一种东西到另一种东西，光就可能拐弯。我们身边到处都是科学。一个碗，一枚硬币，一支铅笔，一杯水。简单的物品，藏着光的秘密。动手试一试，眼睛看一看，想一想为什么。科学就在我们的生活里。