刚洗的杯子为何一倒热水就漂油污_刚洗的杯子，怎么一倒热水就有“油污”跑出来？

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刚洗的杯子，怎么一倒热水就有“油污”跑出来？

水杯中交织的光影是否意味着油渍的存在？图源：作者拍摄

交错的光影之谜

实际上，这些眼中的交错图案与识别水中的油斑遵循相同原理——液体折射率的差异。

然而，单一的热水怎会引发折射率变化？难道光影偏爱温暖？让我们一探究竟。

借助阿贝折射仪，依据全反射原理，我们测量了不同温度下去离子水的折射率，环境保持恒温以确保准确性。

去离子水折射率与温度的关系。图源：参考文献

实验揭示，随着温度上升，液体（如去离子水）的折射率降低。热水倒入杯中，底部与较冷杯壁接触的部分冷却，形成局部对流，这些区域的折射率波动，造成了仿佛多种液体混合的错觉。

冷热液体的对流效应。图源：作者创作

同样，将冷水倒入热杯也会有类似效果，关键在于温差。

海市蜃楼：自然的光影魔术

这类因物质特性差异导致的折射率变化，进而产生的奇异视觉现象并不罕见，海市蜃楼便是经典案例，根源于空气密度的不均。

蜃景分两类：上蜃与下蜃。海上上蜃由于底层空气密度高，光线折射率自下而上递减，物体影像似乎飘浮于空中。而沙漠中的下蜃，底层空气稀薄，折射率递增，影像倒置，位于实物之下。

2021年深圳大鹏湾的海市蜃楼。图源：深圳晚报

蔗糖溶液的折射率与浓度研究表明，高密度溶液折射率亦高，反之则低。

蔗糖溶液折射率与浓度的关系。图源：参考文献

模仿这一原理，我们能在玻璃容器中，通过不同密度液体的层次布置，创造出类似海市蜃楼的光路，演示光的折射奇观。

随着密度差异的减小，蜃景渐渐消散，展示了自然界中光的奥秘。

光的折射之谜与“左手材料”

光为何折射？1662年，费马给出了答案：光行进的路径使得光程时间最短，即费马原理。

如何理解“光程时间最短”？简单说，光在不同介质间不走直线，却以耗时最少的方式前进。

斯涅尔定律早在1621年揭示，光线在不同介质界面的折射遵循特定角度关系。

而科学家们进一步探索，创造了能使光线“反折射”的“左手材料”，开启新的技术可能性。

这种材料违反常规的右手定则，其负折射率特性预示着电磁波能量流动的逆转，可能用于新型制冷材料，尽管起初未受足够重视。

直至多年后，Smith团队成功合成双负材料，验证了负折射现象，开启了超材料研究的新篇章。

未来，随着可见光范围内的左手材料研发，超透镜和隐身技术等革命性应用或将变为现实，展现科技转变未来的潜力。尽管挑战重重，但人类的创新精神让我们有理由期待，这些科幻般的成就即将照进现实。

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