Question

准备知识：光能够在其中传播的物质叫媒质．光在同一均匀媒质里转播的路线是直线．当光在不均匀的媒质里传播时，它的路线不再是直线，而会发生弯曲．如太阳光通过地球大气层时，由于大气密度分布不均匀，因而光的传播路线是弯曲的，如图1所示．因此，地球上的人看到的太阳位置要比它的实际位置高．根据上述事实，完成下面题目的有关要求：
在一底面是平面镜、四周是透明玻璃的空鱼缸内注入一定量的水，然后在鱼缸底部均匀地撒上一层砂糖．当砂糖刚全部熔解后，让激光发生器L发出的一束激光从鱼缸的一个侧壁靠近底部处射入．可以观察到激光束在鱼缸底部糖液中的传播路径类似于乒乓球向前运动不断与水平桌面发生碰撞所出现的运动轨迹，如图2所示．请解释出现上述现象的原因．要求在解释过程中能说明
（1）激光束进入溶液后为什么会按图中所示那样弯曲；
（2）在A、B两点处发生了什么现象，并作图表示；
（3）粗略说明为什么OA、AB、BC基本相似．

Answer

（1）在均匀介质中，激光是直线传播的．糖液属于不均匀的介质，其实质是发生了折射．
（2）因容器底部是平的，相当于平面镜，所以光线发生弯折后射到A点要发生反射，同理，B点也是．
（3）根据在液体中同一深度液体密度是相同的，所以传播规律相同来解释．
【解析】
（1）因为在均匀介质中，激光是直线传播的．砂糖水溶液的密度不是均匀的，越深密度越大，所以激光传播时发生折射，传播路线是弯曲的．
（2）O向上的半段液体的密度减小，最高点为纯水密度；后半段液体的密度增大，A点最大，当光线发生弯折后射到A点时，因容器底部是平的，相当于平面镜，所以要发生反射，同理，在B处也会发生反射现象，如下图所示：

答：在A、B两点处发生了反射现象．
（3）从O、A、B点反射的光方向是一样，同一深度液体密度是相同的，所以光传播规律一样，因此OA、AB、BC基本相似．