登陆注册
2980400000009

第9章 光电小实验(3)

2.拉上玻璃窗前的窗帘,在两片窗帘之间留一个洞,只让一束太阳光线射进来,这样,也可以把这一束平行光看作是点光源发出的。把头发放到这束太阳光下,就能看到清晰的影子。

针刺火柴

操作难度:★★

实验方法:

在一张桌子的角上,用厚书本竖立一根火柴,横卧一根火柴。

然后,手拿一枚大针,伸直手臂,沿着火柴杆方向,用针去刺火柴头。经过几次对比试验后,你会发现:针刺竖立的火柴,容易刺中;针刺横卧的火柴,不容易刺中。转动厚书,使横卧的火柴,指向脸部,就更不容易刺中了。

再闭上一只眼睛试试,准确性更差了。这是为什么呢?

知识延伸:

视觉的立体感是由双眼的“视觉差异”产生的。人的双眼在一个水平线上,对竖立火柴的视觉差异大,立体感强,容易判断火柴的位置,自然容易刺中火柴;对横卧火柴的视觉差异小,立体感弱,难以判断火柴位置的远近,就不容易刺中。闭上一只眼睛,双眼视觉差异消失了,所以就更难刺中。

奇怪的酒杯

操作难度:★★

实验方法:

拿一个高个的细酒杯。取出一张1寸小照片,剪去边角放入杯中。再找一个与照片大小差不多的凸透镜片,也放入酒杯中。

凸透镜凸面朝上,照片有人像那一面也朝上。这时,你端起酒杯,会发现杯底里什么也没有。(只有凸透镜,看不到照片。)请问,这是为什么?

现在,用一个透明塑料袋装水,放入酒杯中,再往杯底看。这时,你将看到照片上的人像。请问这又是为什么?

塑料袋只是为了防止水把照片弄湿,亦可不用。

知识延伸:

利用光学原理,就可以破解上述杯中之谜。原来酒杯里的凸透镜焦距很短,只有4毫米,把照片放在4毫米稍远的地方,通过透镜就看不到这张照片。

这是因为通过透镜看照片,照片与透镜的距离必须比焦距短,才能看到放大的虚像。在这个酒杯里,照片与透镜的距离比焦距长,就看不到照片的像了。

酒杯里倒进水或酒以后,水或酒与凸透镜形成了一个凹透镜。这样,酒杯里就有了两个透镜,一个是玻璃凸透镜,一个是水或酒形成的凹透镜。这两个透镜组成新的凸透镜,焦距拉长了,比如说达到5~6毫米,这时,通过透镜就看到了照片。

杯底硬币

操作难度:★

实验方法:

将一枚硬币投入装水的玻璃杯。你先把头摆正,用双眼看,就会感到硬币处在与它的实际深度不相符的地方。你所看到的硬币的水平距离是不是也发生了变化?

如果你用一只眼睛看,情况是不是一样?为什么?

知识延伸:

杯底硬币发出的光线射出水面时,在水和空气的分界上发生折射,折射线偏离原来射出的方向而靠近水面。观察者感觉到的物体位置,是进入双眼的两束光线的交点。因此,你会误认为光线是在比实物高的某一位置发出来。

用一只眼看时,只要方才两眼处于相同高度,情况一样。但是,如果把头向左或向右偏转一个角度进行观察时,则你所感觉到物体的位置,不仅比实际位置高,而且还向你移近了一些。

当你选择某一合适的角度(从水面斜上方)去看装有硬币的玻璃杯时,在水面上可以看到硬币的像。如用干手紧贴玻璃杯外壁,则水面上的硬币没有什么变化;如果换一只湿手,则像就消失了。

这是怎么一回事?

原来,杯底硬币发出的光线,一部分在对面的杯壁上发生反射,而其中又有一部分改变方向向上,再在水面发生折射。这样,只要你选择到某一角度去观察硬币,就能在水面上看到硬币的像。

湿手紧贴玻璃杯外壁时,手和杯壁间隙被水填满。因为水的折射率和玻璃近乎相等,所以,硬币的光线几乎全部没有反射,在水面上也就看不到硬币的像,当干燥的手贴杯壁时,对于内部的影响很小,水面上仍有硬币像。

弯曲光线

操作难度:★

实验方法:

把糖块放到盛有很多水的玻璃容器中,不加搅拌,一股很细的强光束水平地射入容器后,被折向容器底,而后又从底面反射向上,不断地弯曲,最后又水平地射出容器侧壁。

光向来都是直线传播的,为什么会弯曲呢?

知识延伸:

原来,糖块放入水里后,一时来不及溶化。容器底部的糖块积得最多,折射率的改变自然也最大。这样,就造成深度不同折射率不等的情况。

细光束进入容器后,据折射定律可知,光线偏折向下。由于折射率随深度变大,故而越往下,光线弯曲得越厉害。当光线抵达底部后,又被反射向上,再次不断地被弯曲,但是弯曲得越来越慢。

大家动手试一试,这个实验很简单,怪有趣的,不是吗?

有色的霜

操作难度:★★

实验方法:

在寒冷的冬天,窗户上常有霜。霜是水的结晶体组成的。如果在窗台上有一个霜溶化后形成的小水坑。当你注视水坑时,会发现水坑上玻璃窗霜图案的映像居然有颜色。冰晶体仍是无色的,请问,它在水中的像会有色吗?

为了看见玻璃窗上霜的颜色,你可在被霜覆盖的玻璃两边各放一块偏振片。为什么这样就能看见颜色呢?

知识延伸:

之所以会出现上述情况,是因为冰是一种双折射材料。大家知道,双折射材料中有一个快轴和一个慢轴。如果光平行于慢轴偏振,则折射率较高;如果光平行于快轴偏振,则折射率较低。当射出的光线碰到一块偏振片时,它能否穿过偏振光,这是由光的偏振轴和滤光片的偏振轴的相对取向决定的。

双折射材料对光偏振的影响取决于三个因素:沿快轴的折射率、材料的厚度和光的波长。如果让白光通过双折射材料及其两侧安放的滤光片,虽然白光是直接射入第一块偏振片的,但由于又透过第二块偏振滤光片,因而能看见的只是某些波长的光。如果转动两块偏振片或双折射材料,则从第二块滤光片发出的颜色会变化。

因此,在被霜覆盖的玻璃两侧各放一块偏振片时,所有具有合适厚度的取向的晶体都会引起颜色的变化。不过,光轴和视线平行的晶体不会产生颜色,因为这一晶体不会发生双折射现象。

通过水坑而不是通过偏振片,为什么也可看见霜的颜色呢?这是因为,从天空来的散射光可能发生强烈偏振。如这样的光照射窗子,就不需要用第一块偏振滤光片。若光通过霜,然后从水坑中反射,就能起到第二块偏振滤光片的作用,因为反射能引起偏振。

这样,当你注视窗台上霜溶化成的水坑时,就能看见水坑上方玻璃窗上的霜抹上了色彩。

热咖啡

操作难度:★★

实验方法:

当阳光几乎水平地照射满杯的热咖啡时,咖啡表面呈现出以暗线为轮廓,看上去灰蒙蒙的一些多边形,这种图案也能在其他蒸发着的流体中,以及在大气流和海洋环流中见到。

这种几何图案是怎样产生的?

知识延伸:

咖啡杯里的图案,是由热水从杯底上升到表面,冷却后又回到底部的环流形成的。在上升的热水上面,有凝结的小水滴被液体表面的蒸汽压支托着。

因为液面的蒸汽压不能支托大水滴,而较小的水滴又会迅速蒸发,所以在液面上蒸汽压所能支托的水滴大小,基本上是一致的。在下降的冷水区域上,则没有这样悬浮着的水滴,所以呈现清晰的表面,由于咖啡是暗色的,所以这些区域也是暗色的。我们在液面上见到的是上升的热水区域上的水滴的斑纹。

同类推荐
  • 福尔摩斯探案集

    福尔摩斯探案集

    《福尔摩斯探案集》是世界文坛中脍炙人口的探案佳作。小说出版后,其主人公福尔摩斯成为大侦探的代称、众人崇拜的英雄,也是英国小说中刻画最生动的人物之一,一度令众多侦探小说的主人公黯然失色。在中国,《福尔摩斯探案集》是译本最多、销量最大的外国文学作品之一,而福尔摩斯则是家喻户晓的外国小说人物。
  • 学生好 一切都好

    学生好 一切都好

    “学生好,一切都好”,从普通教师一步步成长起来的邵喜珍,在17年校长职业生涯中,用这个理念带领二中成为全国名校。2014年的高考还没开始,二中已经有40名高三学生被清华、北大预录取;近几年获得的奥赛国际金牌有10块之多……可是邵喜珍更看重的是“育人”,“如果把学生培养成一种高分低能的考试机器,那就失去了教育的意义”。
  • 教你打门球(学生球类运动学习手册)

    教你打门球(学生球类运动学习手册)

    21世纪,人类进入了新经济时代。综合国力竞争的实质是民族素质的竞争,是人才的竞争,是教育的竞争。在这样的背景下,加强素质教育,尤其是进行身体素质教育就显得更为重要。球类运动是世界上开展的最广泛的运动项目之一,也是广大体育爱好者乐于观赏和参与的体育运动。经常进行此类运动,不仅可以增强人们的体质,提升身体的协调性,而且还能增强我们的自信心以及培养团队精神。
  • 断尾狼

    断尾狼

    本书共五个中篇。断尾狼讲述公狼逃出了动物园,惨遭断尾,机缘巧合又被人类收养,与家犬生儿育女,最终走向原野的故事;《退役警犬之死》讲述退役警犬被送到了药园,开启了新的生活。它与破坏药园的小动物们斗智斗勇、勇敢的看护着家鸭和落单的大雁,最终败给了野猪的故事;《荒园狐影》讲述的是荒园中老画家、少年天文与狐狸一家发生的故事;《鹅鹅鹅》讲述的海老头家的白鹅们如何看家,如何对付水獭、白猫苔丝,如何与大雁驱赶老鹰的故事;《鹰飞天地间》讲述鹰爸鹰妈如何养育和训练小鹰,以及老鹰如何重新蜕变的过程。
  • 智慧故事(语文新课标课外必读第十一辑)

    智慧故事(语文新课标课外必读第十一辑)

    国家教育部颁布了最新《语文课程标准》,统称新课标,对中、小学语文教学指定了阅读书目,对阅读的数量、内容、质量以及速度都提出了明确的要求,这对于提高学生的阅读能力,培养语文素养,陶冶情操,促进学生终身学习和终身可持续发展,对于提高广大人民的文学素养具有极大的意义。
热门推荐
  • 最强炼丹师:废柴三小姐

    最强炼丹师:废柴三小姐

    她本是二十三世纪最强女特工,不料执行任务时被队友出卖。一朝穿越却成了尚书府人人喊打的白痴三小姐。废柴?姐可是斗气魔法都能修的天才,要不要来比比。丹药?对不起,姐好像一大堆。宠物?那个赖在姐怀里的好像是神兽。没人要?这身边的美男是哪里来的。想跟姐斗,活该被姐气死。
  • 九零食来运转

    九零食来运转

    新书架空古言《朝花夕食》,期待再次相遇!重生回到十七岁高考的那一年,陈默决定要弥补遗憾,珍惜这个难得的机会!私房菜馆里。陈默:“不许偷吃!这道情牵一世是我特别制作,给客人表白用的!”某人吃了一口,“这只是凉拌芹菜。”三秒后,某人看着陈默,“我只与你一人,相爱一生,情牵一世。”后厨某员工:“咦?我做的凉拌芹菜呢?”(架空,架空!请勿究,有点甜,有点爽的清新日常文。)已有完结小说《重生学霸天后》、《金牌小助理》、《全息网游之君染墨香》,稳定更新,坑品好哦。
  • 傲世女皇:夫君求抱抱

    傲世女皇:夫君求抱抱

    【勿入坑】今后,这雾魅,便是你的名。生于世,却困与城。当今圣上昏庸,杀我父母,灭我族人,害得我不得不去逃亡,却入了一个局,被困这城,成为了他的利刃。他说,这世上,能保护你的只有自己,若不杀,何以平天下?唯有我自己亲身经历,我才相信他的这句话是对的。我替他做了一切肮脏的事。他助我坐稳了这江山。仅此而已。
  • 校园实用经典励志哲言(实用一生的语言精华丛书)

    校园实用经典励志哲言(实用一生的语言精华丛书)

    《实用一生的语言精华丛书:校园实用经典励志哲言》是一本科普类读物。歇后语、座右铭、格言等无疑都是一种浓缩的语言精华,可能经过千百年来人们的不断提炼和传承,才得以流传至今。《实用一生的语言精华丛书:校园实用经典励志哲言》主要内容包括经典励志、趣味哲言等语言精华。集趣味性和知识性于一身,可以作为广大青少年朋友修身养性、努力学习的一个指路明灯。
  • 巡狩记

    巡狩记

    人的信仰是一种力量,当你相信一个世界存在时,它就有可能成为现实。不要因为平凡而气馁,今天的你不会知道明天的你有多么强大。打扰他人幸福之人,罪无可赦。
  • 第一触媒

    第一触媒

    新元之后,一座座天空之城出现。人类虽然得以生养生息,但秩序不复存在。触媒的出现,让人类走出了一条伪神话的道路。新力量的出现,是灾难,亦或是机遇。新的故事在新元之后徐徐展开······
  • 题故居

    题故居

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 盛世荣宠之商女为后

    盛世荣宠之商女为后

    在自己需要帮助的时候,被莫名其妙退了婚。苏念瑾冷漠的看着来人,“我跟你已经没关系了!”来人一脸错愕,不清楚发生了什么事。即便知道他满心满意都是自己,苏念瑾最后还是选择不搭理他。她身上有血海深仇,没功夫搭理他。只是到最后,自己大仇得报在即,自己却抛下一切,奋不顾身的只为去见他.....
  • 小妖云

    小妖云

    随手掷姻缘。曾经,云灵姗面临很多选择。可她随意惯了,随手掷下一颗六道玲珑筛,点到哪面就哪面。这下可好……再想回头选,已是回头无岸。
  • 1984(英文版)

    1984(英文版)

    这是英语小说家乔治奥威尔的代表作。作者早在20世纪40年代,预测世界未来走向,会出现两大集团彼此对峙。此小说中的很多词,后来都被人们经常使用,以致成为人们的日常用语。2005年,《时代》杂志将此小说评为“1923年以来最佳100部小说”中的一部,位列编辑选择第13名,读者选择第6名。英国广播公司(BBC)将其列为“大阅读”书目,位列第8名。本版本是西方最流行版本。