李仁芮

(承德石油高等专科学校社科与数理部，河北承德 067000)

光导瀑布的原理与制作

李仁芮

(承德石油高等专科学校社科与数理部，河北承德 067000)

根据光的全反射理论，研究了激光在平抛水流中的传播规律，探讨了形成光导瀑布的基本思路及其制作方法。

全反射;激光;光导瀑布

光导瀑布是通过水流传导光束，将激光与水流融合在一起，直观效果好像红色的激光顺水而下，制作成彩色水流的景观作品，可以在家庭、公园等场所作为装饰物，美化环境，作品运行时赏心悦目，令人心旷神怡。

1 光导瀑布原理

光导瀑布基本思路是利用光线在光导纤维中传输的原理，即光由光密介质传输到光疏介质，角度合适时会发生全反射，在此情形下，光在水流里沿弧线传播，看上去就像是水流具有了光的颜色，形成了光导瀑布。

全反射是光由光密媒质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质内的现象。

光由一种介质传播到另一介质时，产生折射(见图1)，有

当入射角θ增加到某一值时，折射线沿表面进行，即折射角为γ=90°，此时的入射角称为临界角c (见图2)。当入射角大于临界角时就形成全反射［1］。产生全反射的条件是:1)光必须由光密介质射向光疏介质。2)入射角θ必须大于临界角c。

光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现是光在空气中全反射形成的。

使用激光打向水柱，要使光线沿水流经多次全反射而传播，激光和水流要符合一定的角度要求(见图3)。……