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有什么办法让光沿弧线传播呢？
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让我们仔细研究一下图3.1所描述的现象。从高中物理课中我们知道，由于水的折射率比空气的折射率大（空气折射率约为1，水折射率约为1.3），光线进入水中时会向下弯折，而且有公式：
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这个公式的推导可以在光学书上找到，但是令我印象深刻的还是高中老师打的一个比方，他说光的折射就像是拉一辆两轮车斜着从水泥地跑到沙坑里。先入沙坑的那个轮子速度迅速降低，所以两轮车的运动方向就会改变。这个过程和光的折射是非常类似的。
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设想一下，如果我们在水的下面放置另外一种物质，它的折射率比水更高，比如玻璃（折射率1.5），则光线在水和玻璃的交界面会发生另一次折射。如果我们有很多层物质，每往下一层折射率就高一点，这样光线就会沿着一条多边折线传播了，如图3.2所示。
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图3.2 光线沿着多边折线传播
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更进一步，设想图3.2中每一层物质的厚度变得很薄，那么，这条多边折线的每一段都很短，最终趋向于一条光滑的弧线。这就像微积分中“化曲为直”的思想，弧线可以用无数条极短的直线来代表。
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方法找到了，怎么实现呢？大自然替我们解决了这个问题。我们喝糖水的时候都有这样体会，糖水越喝越浓，光线在越浓的糖水里传播速度越慢，这不难理解，浓稠的糖水黏乎乎的，光子要从中挤出一条道来必定不容易，所以速度就减慢了。而折射率n=C/v，其中C是真空中的光速，v是糖水中的光速，速度越慢对应的折射率就越大。一杯糖水从上到下浓度慢慢地递增，折射率也慢慢地递增，这就是大自然赐予我们的一个极佳的工具来让光沿着弧线传播[1]。
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这看起来很容易，不是吗？那就动起手来，让光在我们的眼前弯曲吧！
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动手实践
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第1个实验 让激光划出一道弧线
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所需材料
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一个装水的盒子（图中的盒子是用有机玻璃制作的，读者也可以使用长方形的玻璃或塑料饭盒）。
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除了装水的盒子，还需要水、冰糖以及激光笔（激光二极管）等普通材料。
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就像冲糖水一样，我们把水倒入透明盒子里，把冰糖均匀地散在盒子底部，大致能盖满盒底就可以了。无需搅拌，让糖分子静静地在水中游弋，过一两小时，等到冰糖全部融化。此时，可以尝试着把激光平行于盒底射入水中，然后你就能看到如图3.3所示的美丽景象了。
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图3.3 光在糖水中沿弧线传播
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激光从右边水平射入糖水中，慢慢地弯曲，当它遇到盒底时，被全反射。反射的光也划出一道弧线，最终从左边离开了糖水（注意要拍摄出如图3.3所示的照片，需要在黑暗的房间里，并使用手动曝光和对焦。关于照相机的一些有趣物理知识以及如何有效地利用它，我们将在后面专门的一章中讲到）。
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第2个实验 让弧线消失
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当这道美丽的弧线在眼前出现时，我非常高兴。但是在实验的过程中，我发现并不是每一次把装置安放好，把激光点亮就能看到一道清晰的弧线。有的时候弧线很弱，有的时候甚至根本看不到激光在水中传播的路径（见图3.4）。这是为什么呢？这与什么因素有关呢？
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