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科普摄影展

“科学与美”

“科技摄影与物理影像”、“科学摄影”课程师生作品 - 科普摄影展

激光在CD盘片内的折射与反射·邱永旭
2025-07-18 10:38  

这张照片生动地展示了光在透明介质中传播时的物理行为。画面中,一束绿色激光从CD(光盘)的边缘斜射入盘片内部,随后在盘片的上下表面之间发生多次反射,并最终以多条明亮的绿色光路从不同方向射出,形成绚丽的几何光痕。整个过程不仅具有强烈的视觉冲击力,更直观地揭示了光学中的核心原理——折射、反射与全内反射

CD盘片由多层材料构成,其主体为透明的聚碳酸酯基底,内部嵌有极薄的铝质反射层。当激光从空气进入盘片时,由于两种介质的折射率不同,光线会发生折射,即传播方向发生偏折。根据斯涅尔定律(Snell's Law),入射角和折射角之间存在确定关系,这决定了光进入盘片后的路径。

一旦光线进入盘片内部,它会继续传播并到达盘片的上表面或下表面。当入射角大于临界角时,便会发生全内反射现象——光线不再穿透界面,而是被完全反射回介质内部。正是这种反复的全内反射,使得激光在盘片中沿着曲折路径“来回穿梭”,如同在一条透明管道中“弹跳”。

此外,CD表面的微小凹槽结构(用于存储数据)也会对光线产生衍射效应,使部分光分散成彩虹般的色散条纹,这也是我们常看到CD表面呈现七彩光芒的原因。

这幅照片不仅是光学实验的精彩呈现,也体现了现代信息技术的基础:CD读取正是利用激光聚焦于这些微小凹槽,通过反射信号的强弱来解码信息。而图中清晰可见的光路,正是这一技术背后的物理机制的真实写照。

因此,这束看似简单的绿色激光,不仅照亮了盘片的内部世界,也映照出光与物质相互作用的精妙规律,展现了科学之美与技术之源的完美融合。


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