用空气与玻璃的平面界面测量 Snell 定律；保持几何方向可控，比较界面两侧的折射与全反射。
学习目标
- 利用 sin i/sin r 求介质折射率
- 识别光由疏到密与由密到疏时的偏折方向
- 从折射率预测并检验临界角
实验器材
- 单束光源
- 可设置两侧折射率的界面
- 上下两只量角器
实验准备
- 在设置中使用坐标背景；本课原点为界面中心，上方空气 n=1.00，下方玻璃 n=1.50，坐标 y 向上为正。
- 两只量角器的中心都在入射点，竖直线为法线。初始光源位于 (−0.20 m, 0.20 m)，属性中的方向角为 45°。
操作步骤
测量折射率
读取初始 i 与 r，计算 sin i/sin r。光源改为 (−0.10 m, 0.173205 m)，方向角 60° 时，入射角为 30°；改为 (−0.173205 m, 0.10 m)，方向角 30° 时，入射角为 60°。保持界面不动，重复测量。
交换入射侧
把光源移到 (−0.10 m, −0.173205 m)，方向角设为 −60°，从玻璃侧以 30° 入射，读取空气中的折射角。
跨过临界角
将光源移到 (−0.20 m, −0.20 m)，方向角设为 −45°，观察空气侧是否还有透射光。再使光源围绕入射点移动并始终指向该点，寻找透射光刚好沿界面传播的条件。
更换介质
将法向侧折射率 n+ 改为 1.33，重复从下方向上入射的观察，并用 sin C = 1/n+ 预测新临界角。
观察与记录
- 记录入射介质、i、r、sin i/sin r 与是否出现透射光。
- 全反射时没有进入空气侧的透射光；不能仅因折射光偏向界面就判作全反射。
预期结果
- 从空气入射时，i = 30°、45°、60° 对应 r ≈ 19.47°、28.13°、35.26°。
- 玻璃向空气入射的临界角约为 41.81°；30° 可折射，45° 发生全反射。n = 1.33 时临界角约为 48.75°。
课堂讨论
- 入射角相同时，从空气射入玻璃和反向入射的折射角是否相同？
- 全反射必须满足哪两个条件？
- 当折射率从 1.50 变为 1.33，临界角如何改变？
模型与适用范围
- 界面是均匀透明介质之间的单一平面，不包含玻璃器皿的其他边界。
- 测量角度时以折射光的方向为准，光线绘制亮度不用于定量测量能量。