最近买了一根亚克力管

准备做做“大厚缸”实验

但还是先摸会鱼刷刷手机吧

于是

刷到了这样一个诡异的现象

一束本该笔直前进的激光

竟然会画出神奇的螺旋轨迹！

这看似不可能的现象

究竟是如何产生的？

今天就带你一起揭开其中的奥秘！

实验器材

激光笔、透明亚克力管（粗、细）、实心透明亚克力棒、所标杯

实验步骤

第一步：

取一根较粗的透明亚克力管竖直放置在桌面上，把激光笔贴近管壁，让光束沿着接近切线的方向斜射入管中。神奇的是，原本笔直的激光会在地面上变成一条螺旋的光线。轻轻改变激光的入射角度，螺旋会变得更密或更疏；上下移动激光笔，螺旋光线的起点和大小也会发生变化。

第二步：

取一根较细的亚克力管，用同样的方法让激光斜射入管中。仔细观察会发现，螺旋光线的间距发生了变化，看起来更加紧凑。

第三步：

把亚克力管换成实心的透明亚克力棒，再次让激光从棒体边缘斜射入。发现地面上依然能看到螺旋光线的趋势，但这一次光线中间会出现一些断开的部分，就像一条没有画完的螺旋光路。

原理解说

光在空气和亚克力管中当然是沿直线传播的！

但是，光在亚克力管和空气的界面发生了多次反射和透射，俯视示意图如下：

进入亚克力管壁的光，每一次经过界面时，只有一部分光透射了出去，剩下的光都被反射回了亚克力管壁中。特别是入射光接近切入射的情况，反射率会更高（有限宽度的光束中，甚至有一部分光会全反射），这使得有足够强的反射光仍然可以在亚克力管中发生第二次、第三次反射……看起来就像是光束在亚克力管中绕圈圈。

由于激光笔是斜向下射入的，所以光束在亚克力管中的大致轨迹就看起来是螺旋向下走的。随着光束在亚克力管中螺旋向下不断反射，透射光也从螺旋向下的透射点射出，投影到地面上，形成螺旋的光斑。

我们通过模拟，把光线画出来，可以清楚地看到地面上的螺旋光斑是如何形成的：

在实验中，由于光束是有一定宽度的，这些光线射入亚克力管的角度会有微小的偏差，因此光斑会沿着螺旋线散开，变成连续的螺旋线光斑，而不是模拟的散点光斑。

而在实心亚克力棒的实验中，我们只能看到断开的螺旋光斑，这是因为缺少了内壁的反射，光在实心亚克力棒中的反射次数更少了，如下面的俯视示意图所示：

可见透射光的出射点不再那么连续、密集，因此，透射光投影在地面上的光斑也就不再连续，而是断成了几段。这一现象同样可以在理论模拟中演示出来：

在实验中，亚克力管其实扮演了一个漏光型大光纤的角色。在工业界，人们们有时会故意在光纤表面制造微小的结构破坏全反射，制造出沿途均匀漏光的侧发光光纤。这种不仅能传输光、还能像日光灯管一样整体发光的技术，可以应用于医疗内窥镜照明、柔性可穿戴设备以及汽车内饰的氛围灯中。

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