核心概念
光
折射
反射
折射率
引言
如果你往一个透明的玻璃杯里倒水，它是什么颜色的？ 它是透明的，对吧？但是如果你试着透过它去看玻璃杯另一边的世界会发生什么？ 它看起来有点扭曲，可能有点模糊和不均匀。如果水是透明的，为什么我们不能清晰地透过它看东西？答案与光如何在水、玻璃和其他透明材料中传播有关。类似于你在游泳池里跑步一样，当光试图穿过水或玻璃时，它会减速。当光减速时，它要么从材料上反弹，要么在穿过时弯曲。我们可以看到光线的这些变化，这表明那里有东西。在这个活动中，你将玩弄光线，使普通物体出现和消失！
背景
当在空气中传播的光线照射到水面时，一部分光线会从水面上反射出去。其余的光线会穿过水，但在进入水时会弯曲（或折射）。当光线照射到玻璃或任何其他透明材料时，也会发生同样的事情。一部分光线从物体上反射出去，而其余的光线则穿过并被折射。
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所有材料都有一个被称为折射率的量，它与光在材料中传播的速度有关。当光线穿过空气进入另一种透明材料（如玻璃）时，它的速度会发生变化，并且光线会被玻璃反射和折射。这导致我们看到玻璃，因为它反射和折射光的方式与周围的空气不同。光线的变化使我们能够区分一个物体和另一个物体。然而，如果透明物体被另一种具有相同折射率的材料包围，则光线在进入物体时不会改变速度。因此，您将无法看到该物体。
在这个活动中，你将观察不同材料的折射率如何帮助我们看到（或看不到！）光线穿过它们的物体！
材料
两个透明玻璃罐、高碗或至少能装八盎司的饮用杯（提示：Pyrex玻璃特别适合此活动。）
植物油，大约14盎司或足够装满一个玻璃杯一半（提示：避免在此活动中使用“轻”植物油。）
玻璃滴管（塑料滴管或透明塑料吸管也可以使用。如果您使用吸管代替滴管，每次浸入吸管时，请用手指盖住顶部，以避免液体进入吸管。说明将告诉您何时松开手指。）
其他透明玻璃物体，例如弹珠、珠子、放大镜或玻璃搅拌器（可选）
准备
将一个罐子装一半植物油。
将另一个罐子装一半水。
在开始活动之前，请确保您的滴管是干净的。
设置一个平坦的工作表面，如果任何水或油溅到上面，可以将其擦干净。
步骤
拿起您的滴管（或吸管），在不挤压的情况下将其浸入水罐中。（对于此步骤，避免用滴管或吸管吸入任何水。） 您注意到滴管有什么变化吗？您还能看到它吗？看得清楚吗？
将滴管保持在水中，挤压顶部以吸入水。 如果您使用的是吸管，请从顶部松开手指，让浸入的吸管充满水。一旦滴管装满水，滴管有什么变化吗？ 滴管装满水后是更容易看到还是更难看到？
从水中取出滴管，挤出所有多余的液体。
将滴管浸入油中，不要挤压它。 确保避免在第一步中吸入任何油。您注意到滴管有什么变化吗？ 您还能看到它吗？ 当滴管在水中时，是否更容易看到它？
挤压滴管，使其充满油。（如果使用吸管，请从顶部松开手指，让浸入的吸管充满油。）发生了什么？ 您还能看到滴管吗？ 它现在比空的时候更容易看到还是更难看到？
从罐中的油中取出滴管，然后挤出多余的油。
慢慢地将罐中的油倒入装有水的罐中。 如果您非常小心地执行此操作，油会刚好在水面上！（如果它们混合在一起也没关系，一旦您停止倒入，它们就会分离。）
让油和水沉淀并分离（大约一到两分钟）。您注意到油有什么变化吗？ 里面有气泡吗？ 如果有气泡，请仔细观察它们，看看它们是上升还是下沉。 如果它们下沉，它们实际上是被困在油中的水泡！
用罐中的油填充滴管（或吸管），然后慢慢地将其浸入油层，使滴管在底部的水层和油层中都可见。观察水层中的滴管，然后在油层中观察。 这两层中的滴管有什么不同？ 在油中还是水中更容易看到滴管？
将滴管的底部尖端置于水层中，挤压滴管以排出内部的油并使其充满水。再次观察水和油层中的油滴管。这次是在油中还是水中更容易看到滴管？
额外活动：尝试使用玻璃物体（例如弹珠、珠子、眼镜或镜片）重复此活动。（在使用任何物体之前，请确保您已获得尝试的许可。） 请注意，当您将它们放在油中而不是水中时，哪些东西最难看到。您认为这是为什么？
观察和结果
当滴管充满油并浸在油中时，它是否变得不可见（或至少更难看到）？ 这是预期的情况。 当它在水中（并且充满水）时，可能也很难看到。
滴管“消失”是因为我们看到光线遇到玻璃的方式。当光线照射到玻璃物体时，一部分光线会从玻璃上反弹（或反射）。其余的光线会继续穿过玻璃物体，但是当光线从空气移动到玻璃时，光线会弯曲（或折射）。
油的折射率非常接近玻璃的折射率。 因此，当光线穿过油并进入玻璃滴管时，只有很少一部分被反射或折射。 结果，我们只在油中看到滴管的“影子”。
更多探索光的折射演示，来自 PBS 学习媒体
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使用激光指示器测量液体中的糖含量，来自科学伙伴
此活动由科学伙伴合作推出
