开启光学之门的“折断”筷子

当你将一支平直的筷子斜插进水杯中，原本笔直的线条却在水面处诡异地“折断”了。这并非魔法，而是光在两种不同介质的交界处跳了一场曼妙的“转弯舞”。

当光从第 1 种介质射到该介质与第 2 种介质的分界面时，能量会发生有趣的分配：一部分光会返回到第 1 种介质，这个现象叫光的反射；而另一部分光会进入第 2 种介质，这个现象叫光的折射。

几何光学的基石：折射定律

• 入射角与折射角：入射光线与法线的夹角 $\theta_1$ 称为入射角，而折射光线与法线的夹角 $\theta_2$ 称为折射角。
• 折射定律（斯涅耳定律）：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
• 核心公式：$$\frac{\sin \theta_1}{\sin \theta_2} = n_{12}$$
• 光路可逆性：请记住，在折射现象中，光路也是可逆的。这意味着如果光从介质 2 逆着原来的折射光线射入，它将沿原入射光线的路径折回。