折射

彩虹仰角之探討

彩虹仰角之探討 (Angle of a Rainbow)
國立彰化高級中學物理科劉翠鵑老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

「所謂的彩虹,不過就是光。只要心還透明,就能折射希望!」。這是某首歌的歌詞,或許描述得不如教科書上精確詳盡,但確實也點出了彩虹形成的幾個要素──光、折射。彩虹是一個充滿想像的產物,但若從科學的角度來看,即為光進入水滴經反射、折射後,以某個角度進入眼睛。若光平行地面入射,經水滴折射兩次反射一次,則形成所謂的「虹」,虹的紅光在仰角42度;若光經水滴折射兩次反射兩次,則形成顏色較淡的「霓」,霓的紅光在仰角51度,如下圖所示。

使光線反過來折射

使光線反過來折射
知識通訊評論第53期

科學家最近宣稱他們已在可見光波長的範圍內,做出了負折射效應。這種效應,未來也許可用來發展對微小物體造影的透鏡或是使物體隱形的裝置。

我們有沒有辦法操控可見光,讓它往錯誤的方向折曲?如果可以做到這樣的話,那麼可以讓小於光線波長東西成像的透鏡,或是可讓東西隱形的遮罩之類的這些新奇的未來裝置,就非常可能異想成真了。

一些科學家斷言,在可見光的範圍內做到這樣的「負折射」 (negative refraction) ,實際上是不可能的;但是如今卻有個研究小組聲稱說已經做到這點,這也引發一場關於什麼才真的算是折射的辯論。