大家好！今天和大家说说光的折射定律发现史。我们看到水里的筷子“变弯”了，这是光的折射现象。我们今天会用激光观察光的折射现象，用简便的实验，用一节课探究出光的折射定律。人类对折射的研究和理解，走过了漫长且曲折的过程。这不仅仅是一个关于在光的折射现象中，“光怎么走”的故事，更是一部人类如何通过实验、数学和想象力，一步步逼近真理的科学史。
代表人物是古西腊的著名的天文学家托勒密，大约在140年前后，他设计了一个带有刻度的圆盘，一半浸在水中，测量光斜射入水中时，入射角与折射角的大小。他是历史上第一个通过实验定量研究折射规律的人。他的实验方法是科学的，数据也相当精确。可是，他得出了一个错误的结论：认为折射角与入射角成正比。这个错误的结论，在欧洲竟然流行了一千多年，误导了后世很多学者。
800多年后，大约在1000年前后，阿拉伯科学家阿勒·哈增再做了托勒密的实验。他严谨地指出，托勒密的结论在入射角较大时是不成立的。这个声音被托勒密的声望盖住了，很少有人听见。
第二个阶段：转折与发现
又过去了600多年，到了1611年，第二个代表人物出场了，他就是德国著名的天文学家开普勒，他对折射进行了系统研究。试图寻找正确的数学关系，虽然他最终提出的公式由两部分组成，并没有发现折射定律。但他却因此做出了一个极其重要的贡献，那就是通过实验发现了全反射现象。这是人类对光学现象认识的一次重大飞跃。
第三阶段：定律的确立
1621年，斯涅耳进行了精心的折射实验。他不再盲目猜测角度的关系，而是通过数学推演， 大家可以从这个实验图上认识到斯涅尔是怎样测量与推演的。发现了入射角的余割（csc）与折射角的余割之比是一个常数。这是历史上第一个正确的折射定律表述（斯涅耳定律）。他通过实验找到了真理。遗憾的是，斯涅耳很“低调”，他在1626年逝世前并没有公开发表成果，只是在遗稿中留下了记录。
时间到了1637年，法国大哲学家、数学家笛卡尔公布了折射定律的现代形式：入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数。这个形式简洁、优美，便于计算，后人称其为笛卡尔形式。但是，笛卡尔在推导时，做了一个错误假设。他把光比作弹跳的小球，认为光在密介质（如水、玻璃）中的速度比在空气中大。这其实是不对的，但幸运的是，这个物理方面的错误假设、恰好被他在数学处理上的技巧“抵消”了，从而得出了正确的数学公式。
法国数学家费马看出了笛卡尔理论的漏洞。1662年，费马提出了著名的“费马原理”（光总是走时间最短的路径），从数学上严格证明了折射定律。费马的证明纠正了笛卡尔的物理错误，完美解释了折射，也为后来光的波动说奠定了基础。
与此同时，荷兰的物理学家惠更斯与数学家伊萨克·沃斯一起审查了斯涅尔遗留的手稿。确认了斯涅尔的发现在1621年，比迪卡尔与费马都早。费更斯在 1678年出版的著作《光论》中正式公布了这一历史事实，让斯涅尔的优先权得以确立。惠更斯还创建的波动理论，用几何作图法完美地解释了折射现象的本质。
总之，光的折射定律的发现，并不是一蹴而就的。从托勒密的误打误撞，到斯涅耳的精准实验，再到笛卡尔的数学天才和费马的物理直觉，再到惠更斯完美解释，人类花了1500余年的时间，才把这道“弯折的光线”看清楚。
科学的发展往往就是这样，在不断的试错和修正中，一步步突破认知的局限，接近并最终掌握真理。这正是科学研究的魅力！