物理天地————趣味物理

春无不展示声音乍远是明清两代帝王祭天和祈祷丰年的祭坛。最初建设于明代永乐十八年（1420年），天坛是我国最壮 观、最有特色的古代建筑之一。不过，天坛还有一大声学奇观,这又给游人增添了几分乐趣。二 回音壁是一个圆环形的围墙,高约3/72米，直径61。5米。在回音壁内的圆形场地是，座圆期建筑物叫“皇穹宇二它与回音壁间的最短距离是2/5洙；同时东西对麻地盖着 人们一进回音壁，往往第一件事便是与同伴贴着围墙作远距离的耳语。人们讲悄悄话，-一 以外就听不见了 而在回音壁边上讲，传播却要远得多。即使你和同伴分别在直线距离为45米的甲第一篇声现象，偏北:着两座房体会到了生活的美好。声音是和我们的生活关系最为密切的物理现象之一/我们用声音与他人交流 我们靠声音获取信息。我们每天听到各种各样的声音,，既有老师的讲课声，同学们的讨论声，钟亍 的嘀嗒声，美妙的歌声，悠扬的琴声，又有朋友的问彳候声 叮咚的流水声甚电话里传来的那熟悉人的声音,听到的琴瑟和鸣声，激动人心的交响乐IH春节等重要的节日，噼噼啪啪的鞭炮声让人沉浸在节日的幸福中。电视里，我们耳听 %、ij全国各族人民的年声好不幸福；去庙会或者看秧歌，人们敲锣打鼓，好不热闹；市场 上，此起彼伏的叫卖声，真是繁华！灣当你过生日时，一曲祝你生日快乐会令你心旷神怡；当你遇到挫折时，父母语重心长的话 语，朋友温馨的询问，老师亲切的安慰都会声声入耳，令你心情舒畅。自然界里，风呼雨啸，虫鸣鸟叫都让人们感受到了生命的可贵；机器的轰鸣，车辆的奔跑声让我们乙两处轻声说话，彼此还听得清清楚楚，就像同伴在跟前与你说话一样。英国伦敦的波尔一一中特拉尔大街有一个巨大的圆形屋顶，里边有一个圆形的“私语走廊”，直 径34米。私语者不管站在走廊的什么地方面向墙壁说话，站在走廊上都能听清楚，如果私语者靠墙 很近，则听起来就好像私语者就站在自己身边一样。丁飞在古代锡拉兹地牢中的所谓“酒神之耳”利用了声音聚焦的原理，通过隐蔽管道的音响效果， 暴君可听到地爭中囚犯们的谈话甚至耳语。绷在华盛顿国会大厦中，旧众议院大厅上的圆屋顶可以通过反射将声音从一侧传到对侧，甚至连 私语也可听见，据说不止一次，有的议员为在低语时不知不觉地泄露机密而苦恼。在西西里的吉尔根蒂大教堂里，发生过更具有讽刺性的使人窘迫的事。教堂的形状是一个旋转椭球 体，在椭球的一个焦点处发出的声音,在另一个焦点处听起来几乎一样响。教堂建成不久，人们无 意中选择了一个焦点作为忏悔地点。声学问题是如此的有趣！人生来就离不开声音，因为有了语言之后才产生了真正意义上的人， 还有许多有趣的现象比如把海螺放在耳边为什么会听到哗哗的声音，如果把空瓶子这类的东西放在 耳边又将听到什么声音？这些声音究竟是怎么来的？在声音这知识的海洋中畅游之后，你定会找到 的答案！冷-遇;丄-茜2、为什么自己的录音听 起来不像自己的声音？ 觉得走了样。但听到别 人的录音，却很像真 的？每个人的声音都是 独特而难以模仿的。我 们说话或唱歌的时候， 是从两个途径听么自己 的声音：一是从空气传 回耳朵；一是直接从口 腔内由头骨传到内耳。 这一途径包含较多的低 音成分。别人只听到我 们说话时从空气传给他 的声音。录音机收录到 的声音也是这样。因此, 我们听录音机所放出来 的自己的声音，就等于 别人所听到的声音，而 不是自己一向听惯的声 音，故听起来就不像是 自己的。但别人的声音 却与录音机收录的相 同,故听起来就很逼真。1、天生的天音乐家一一昆虫 真的很羡慕蟋蟀等秋天鸣叫的昆 虫，虽然一般只是雄性的才会鸣叫， 但是它们没有声带，怎么能发出如此 悦耳动声音呢|原来，们的歌声不是用嘴唱的, 而是从腹部发出来的。在蟋蟀等雄性 昆虫的腹部，有一对双层的前翼翅， 其上翅背面有锯齿纹，此纹与下翅根 部的摩擦片互相摩擦发出声音，并经 过下翅摩托车擦旁边的发音膜将音量 放大，声音就很洪亮了。另外，在雄蟋蟀的翼翅和腹部之 间有一个气囊，能直到共鸣箱的作用， 当雄蟋蟀振翅摩擦时，所发出的声音 经过放大、共鸣，变得既洪亮又悦耳。 如果用小提琴作比喻，锯齿纹相当于 弓，摩擦片相当于琴弦，发音膜和翼 翅下面的气囊相当于共鸣箱。昆虫利 用边样的装置和不同的摩擦速度，能 发出各具特色的叫声。它们真是天生的音乐家，生来就 有随身携带的乐器，走到哪里都可以 奏出最有个性的乐曲。我们虽然也有 自己随身的乐器 可是就远不 如它们的乐器精妙了。3、人是怎 样利用双耳效应 分辨声源方向 的？主要有三个方面的原因：一 是对同一声音，两只耳朵感受到 的强度不同。如声源在左方，则 左耳听到的声音就比右耳强，这 时我们就会转动头颅向左方，直 到两耳听到的声音的强弱相同 为止，此时声源便处在人的正前 方或正后方。二是对同一声音， 两只耳朵感觉到的时间有先后。 假如声源在左方，左耳比右耳离 声源近，声音传来，左耳先听到 声音，右耳后听到声音，这个时 间上的差别，同样在实践中形成 了对声源方向的感觉，这个时间 差别越大，就越容易辨别，感觉 就越准确。三是对同一声音，两 只耳朵感受到的振动的步调有 差别，由于声音传到两耳时间的 差别，从而引起两只耳朵的振动 的步调也就不同，这就会引起方 向感，进而辨别出声源的方向。3、打雷时听到的连续不断的雷 声是连续打雷形成的吗？为什 么？不是。声音在传播时，在一 般情况下以发声体为中心向四 周传播，当声音遇到较大的障碍 物时，将声波反射回来，再次传 入人耳形成回声。打雷时听到连 续水断的雷声是由于声音被多 次反射，形成回声的结果。同样， 在群山中大声喊叫时，声音被山 峰反射形成回声。由于各山峰距 人的远近不同，回声到达人耳所 需的时间也不同,所不能听到连 续不断的回声。4、闪电与雷声闪电是云与云之间，或云与大地之间大规模的火花放电现 象。云对地面有闪电电流，往往以10的平均速率沿一条曲折路 径向地面接近。当达到离地数十米的地方，就有另一道闪电从 地面迎上，与下降的闪电相接。闪电的电流可达10-10安培。闪电的路径只有手指的粗细，温度 可高达310，比太阳表面的温度（610）高许多倍。由于温度这样高，能路的气柱就发生爆发性膨胀，造成强烈声 波，这就是雷声。一次闪电平均维持时间不足半秒，但我们却听到一段隆隆的雷 声。这至少有两个原因：一是闪电的长度可达几公里，由于声 速为340，比起闪电的速率小得多。设点有一人，则闪电的声波 最早传到人耳，然后是，最后是。故该人就听到较长的雷声。 另一原因，是雷声被云层或远山反射，来来回回，造成较长时 间的回声，也就形成雷声隆隆。7、在新年的联欢会上，小刚同学用七个 相同的汽水瓶，装上不同质量的水，演 奏了美妙的乐曲，你能帮助解释其中的 道理吗？当敲打瓶子时，瓶子和水都开始振 动，同时也引起了瓶中空气的振动。由 于瓶中装有不同质量的水，且瓶中空气 柱的长度也不同，空气柱振动的频率不 同，因而可发出的声音了音调也不同。 调整瓶中水的多少，从而可以调节空气 柱振动的音调，再用来演奏，就可产生 美妙的声音。6、下过大雪后为什么太寂静在冬天，一场大雪过后,人们会感到外面万籁俱寂, 这是怎么回事？难道是人为的活动减少了吗？那么，为 什么在雪被人踩过后，大自然又恢复了以前的喧嚣。原 来，新下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气 孔，当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射。由 于气孔往往是内部大而口径小，所以，仅有少部分波的 能量能通过口径反射回来,而大部分的能量则被吸收掉 了。从而导致自然界声音的大部分能量均被这个表面层 吸收，故出现了万籁俱寂的场面。而雪被人踩过之后, 情况就大不一样了。原本新鲜蓬松的雪就会被压实，从 而减少了声波能量的吸收。所以，自然界便又恢复了往 日的喧嚣。7、为什么吹笛子时，用手指按住不同的笛孔，就能发岀不同音调的声音声音是由物体的振动产生的，固体、液体、气体在振动时都能发声。吹笛子时，发出的声音是由笛 子内部的空气柱振动产生的。当用手指按住不同的笛孔时，笛子内部振动的空气柱的长度发生了变 化，空气柱越长，振动频率越低；空气柱越短，振动频率越高。而音调是由振动的频率决定的，因 此，用手指按住不同的笛孔，就能吹出不同音调的声音。9、把空罐罩近耳朵为什会听到嗡嗡声么？ 帮助一小孩荡秋千，只要推的节律和秋千的摆动合拍，就能把秋千愈荡愈高。秋千 在单位时间内摆动的次数，叫做这个秋千的 固有频率或自然频率。这频率由秋千的链长 决定。帮助小孩荡秋千的人所加的力，叫做 驱动力。驱动力在单位时间内推动的次数， 叫做驱动力的频率。当驱动力的频率等于秋 千的自然频率时，秋千就会愈荡愈高。凡两个频率相等的物体，其中一个振动 时，就能驱动另一个物体产生振动，这种现 象叫做共振或共鸣。空罐内的空气像弹簧一样，是一个弹性 体。当外界的声波传到罐口，就从罐口传到 罐底，又再从罐底反弹回罐口。这样，就和 大人替小孩推秋千相似。如果声波的频率和 罐内空气的自然频率相等，则罐内空气就与 声波共鸣，产生较响的声音。我们四周都存在着各种频率的噪声，这 些噪声很轻，平时并不察觉。当把罐口凑近 耳朵，罐内的空气就与某些频率的噪声共鸣， 产生较明显的嗡嗡声。若罐的长度越小，产 生的音调就越高。反之，长度越大，产生的 音调就越低。10、电子琴的发音原理电子琴既可以演奏不同的曲调，又可以发出强 弱不同的声音，还可以模仿二胡、笛子、钢琴、黑 管以及锣鼓等不同乐器的声音。那么，电子琴的发 音原理是怎们的？大家知道，当物体振动时，能够发出声音。振 动的频率不同，声音的音调就不同。在电子琴里， 虽然没有振动的弦、簧、管等物体，却有许多特殊 的电装置，每个电装置一工作，就会使喇叭发出一 定频率的声音。当按动某个琴键时，就会使与它对 应的电装置工作，从而使喇叭发出某种音调的声 音。电子琴的音量控制器，实质上是一个可调电阻 器。当转动音量控制器旋钮时，可调电阻器的电阻 就随着变化，又会引起喇叭声音强弱的变化。所以 转动音量控制旋钮时，电子琴发声的响度就随之变 化。当乐器发声时，除了发出某一频率的声音 还会发出响度较小、频率加倍的辅助音谐音。 我们听到的乐器的声音是由它发出的基音和谐音 混合而成的。不同的乐器发出不同的基音时，不仅 谐音的数目不同，而且各谐音的响度也不同，因而 使不同的乐器具有不同的音色。在电子琴里，除了 有与基音对应的电装置外，还有与许多谐音对应的 电装置，适当地选择不同的谐音电装置，就可以模 仿出不同乐器的声音来。12、飞机的噪声在阴天和晴天听起来有 不同吗？飞机的噪声在晴天听起来较短促 而轻，在阴天较长久而深沉。这是由于 阴天云层较多，云能把向上扩散的噪声 反射回地面，因此飞机的噪声就比晴天 较长久。又由于阴天空气较潮湿，水蒸气传 声速度比干空气要高（水蒸气的密度小 于空气），声音传播时所损失的能量较 少，故飞机噪声也传得较远、较清晰。13、医生是如何利用超 声波为病人检查的？ 超声波探查，也不 是平时说的“B超”， 通常是将一束超声波 垂直发射进入人体，超 声波在人体内传播时， 碰到组织分界面时，就 会发生反射，如不同器 官分界处，内脏与骨骼 分界处以及异物与组 织交界处。反射波会在 同一位置被记录，根据 反射波滞后于发射波 的时间差，可以知道分 界面在体内的深度。如 果不断改变探头的位 置，就可以得到表相垂 直的纵切面的图像，从 而检查人体器官等方 面的情况，同时超声探 查时对人体是没有伤 害的。14、公共场所 的播音器中央 伸岀的一段东 西是什么？ 长喇叭能把声 音传送较远。 怎样把长喇叭 缩为短喇叭而 仍具有原来的 效果呢？在公 共场所的扬声 器，为了要把 声音传到远处（增大发音效 率），就加装一 个依照适当曲 线而造成的长 喇叭。但为了 节省空间和方 便携带，就把 喇叭筒分为三 段，就可两全11、人们购买瓷器和西瓜时，常敲击听声来判断其质量 好坏的原理人们购买瓷器和西瓜时，是通过敲击听它们所发出 的声音的音调来判断其质量的好坏的。当敲击完好的瓷 器时，瓷器整体做同一振动,即做单一的有规则的振动， 声音圆润清脆。破损的瓷器不是一个整体，敲击时，瓷 器的振动在破损处变得不一致，所发出的声音的音调不 一,这些不同的振动合成后，发出音调混杂的、比较暗 哑的声音。当敲击西瓜时，由于生熟西瓜的结构不同， 生西瓜的固有频率高，所发声音音调高，听起来清脆； 熟西瓜的固有频率低，听起来沉闷。人们就是根据它们 声音的音调来判断其质量的好坏。15、北京天坛的回音壁北京天坛的回音壁，是由于声音不断地在围墙上 反射的结果。整个围墙都很光滑，反射时声音比空气 中传播时的减弱得慢。因此，声音能顺着围墙，经过 多次反射而传播很远。回音壁其实只是皇穹宇的围墙，皇穹宇是皇帝祭祀的 地方，回音壁的设计也完全是为音响效果服务的。从 皇穹宇的台阶到大门，有一条白石铺的路，从台阶数 起第三块石头就是三音石。如果站在这块白石上鼓一 下掌，就可以连续听到“啪、啪、啪”三响。因此人 们就把这块白石称作“三音石”这不禁让人想到三潭 印月，可是，难道声音也会有倒影吗？ 让我们看一看回音壁的建筑结构，三音石在以围墙为 圆周的圆心上，站在三音石上鼓掌时，声音传到围墙 的各个部位，反射后都经过圆心，并继续沿着圆的直 径方向传播，碰到了对面的围墙双依然沿着直径反射 回来。这时，我们听到的是第二次回声。声音往返于 围墙之间，接着就可以听到第三次回声。如果鼓掌鼓 得响一些，由于围墙很光滑，所以留心听可听到更多 次回声。围墙的半径是32。5米，声音在半径长度上 往返一次约需0。2秒。如果掌声较响，则在一秒钟内 还可连续听到啪啪五响。第二篇光现象当我们抬头仰望天空时，那辽阔的天空就像一大块蓝宝石 。春天的田野绿意浓浓，夏日 的花园五彩缤纷，秋季的麦浪金黄闪亮，寒冬的大地白雪皑皑 。白天，火热的太阳光 芒万丈，灿烂夺目；夜晚，五彩的霓虹交相辉映，色彩斑斓 。舞台上的芭蕾舞演员，迈着轻盈的步伐，在灯光下翩翩起舞。随着剧情的发展，背景也起着变 化。刚刚还是风雨交加、天昏地暗的，一会儿，天空就披上了朝霞，满台百花争艳 。这就是灯光 的效果。漫步画展，画面的色调真是绚丽多彩。难道画家的颜料盒里真有那么多的颜料吗？不，颜料的 品种是有限的，可是只要选择适当，就能调出无数种色调，这是颜色的效果。 正因为有了光，才有了我们多姿多彩的生活！灼热的太阳烘烤着一望无际的沙漠。天空没有一丝云彩，也没有一点风，只有一阵阵的热浪迎 面扑来。一支干渴的骆驼商队艰难地行进着。突然，在远处的地平线上，奇迹般地出现一个大湖， 湖面闪烁着耀眼的银光，在湖边还有一些苍翠的棕榈树，它们在水面下映出秀丽的倒影，这是一幅 多么迷人的景色呀，它驱散了人们的疲劳，给人们带来希望，正当人们怀着狂喜的心情向它奔去的 时候，它又奇迹般的消失了。传说在很早以前，有一次在海面上出现了这样一幅幻景，当时看到它的人正在海一航行，有些 人误以为天堂出现了，为了迟早进入理想的天堂，他们纷纷跳下大海，向这个幻景游去，结果都葬 身在大海里了。1920 年，在美国原某车站，许多人突然看见地平线上出现了一个城镇，城镇被一个大湖环绕着， 它的轮廓非常清晰，忽然在场的一个人告诉大家这个城镇是加利福尼亚的一个地方，离这个车站竟 有 800 千米远，中间还相隔好几条山脉呢。这些幻景不是人们常说的海市蜃楼。只不过是一种简单的光学现象。远方的景物因为空气对于 光线的折射作用而映入我们的眼中，海市蜃楼不是莫须有的，你看到的景象一定存在于地球的某个 角落。多么奇妙的光学世界，多么神秘的物理世界，走进它，我们一起去创造辉煌！ 夏天，在一场大雨之后，天空常常出现彩虹，那是横跨半个天空的七色光带，红、橙、黄、绿 蓝、靛、紫，像一道圆拱形的彩桥飞驾的天空。这道光灿灿的彩桥的出现噗雨后的天空增添了异彩。 有时在彩虹的旁边，还伴随着一道相似的彩桥，它叫做霓。虹和霓像一对孪生姐妹，它们相依相随， 结伴在天空。原来，这是空中的小水滴像一个个凸透镜使太阳光发生折射的结果。人眼的晶状体和玻璃体都对光线产生折射，它们的共同作用相当于一个凸透镜。就眼睛这个凸 透镜而言，前焦点约在角膜前15厘米处，后焦点约在角膜后2。0 厘米处，用眼睛观察的物体，距 离都大于二倍焦距，所以从物体射入眼睛里的光线经过这个凸透镜折射后，在视网膜上形成倒立缩 小的实像，刺激分布在视网膜上的感光细胞，通过视神经传给大脑，产生视觉，于是我们就看到了 物体，不过视网膜上显示的虽然是倒像，由于大脑有纠正作用，你感觉到的像却是正立的，为了证实大脑的纠正作用，1897 年心理学家斯特拉顿用一只倒像望远镜做了一个委有趣的实 验，因为它有倒像作用，当用它看物体时，视网膜的像就正了过来。可是，因为大脑纠正倒像忆成 习惯，明明这时视网膜上的像忆经正了过来，人们反而感觉是倒的。他把这驾望远镜套在右眼上， 并高法堵住眼的周围，不使光线从旁边射入，同时他又把左眼完全捂住，这们他要看物体，只能通 过这个望远镜了。开始，他看什么全是倒的，他想拣地上的东西，手却伸向了天花板，他不敢往椅子上坐，因为他觉得椅子腿正朝天，他想把门打开，却把手伸向了门轴上，当他写字的时候，总觉 得自己是在从右往左写，感觉非常别扭总之，周围的一切全颠倒了。为了找到实验结果，他耐 心地训练着，适应着。三天以后，情况有了好转，他似乎开始摸到了规律，等到第八天，情况大为改观，倒的感觉消 失了。就在这时，斯特拉顿撤去了望远镜。当他睁开眼一看，啊，一切又混乱了，屋子里的桌子和 椅子的腿又朝了天，左右的位置又颠倒了起来；这就是在大脑放弃了纠正作用之后，他所感觉到的 倒你，又经过了几天的训练，他的视觉才恢复了正常。眼镜是最简单的助视仪，比如望远镜、显微镜，也都是透镜的组合，它们帮助正常人把这个世 界看得更清楚！1、荧光纸为什么比普通纸光亮？荧光纸不会发光，它在黑暗中也是黑的。它看起来比普通纸亮，是由于对阳光的反射有特殊的 性质。阳光中含有各种不同波长（或频率）的光线，人眼能够感觉的部分，叫做可见光。例如红、 橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。此外，阳光还含有波长比红光长的红外线和波长比紫光短的紫外 线，都有是人眼看不见的，当阳光照射到普通纸上时，纸上颜料除了反射色光之外，还有紫外线也原原本本地反射出来。 上眼只看到可见的色光，却看不见反射过来的紫外线。当阳光照射到荧光纸上时，荧光粉有这样的特性，它能够利用紫外线的能量，转化为波长较长 的可见光反射出来。因此，荧光纸除了反射可见的色光之外，还反射多一份由紫外线反射出来的可 见光，因此就比普通彩纸光亮。2、缝衣服穿针 的时候，若合 上一只眼，则 很难让细线 穿过针鼻，这 是为什么？ 若合上一只 眼去穿针，由于只 有一条视线，难以 确定针鼻和线头 的确切位置，所以 很难把针穿上。由 于光在空气中是 沿直线传播的，所 以根据人的经验 判断物体的位置， 总是逆着光线，沿 直线去寻找物体， 两条视线的交点 位置，也就是物体 的位置。3、晴天为什么天空是蔚蓝的？晚霞 为什么又红又黄？阳光含有无数种色光，较显著的 为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色。 这七色的波长由红至紫而递减。太阳光先经过地球的大气层，才 能到达地面。大气层的空气与水蒸 气，会把阳光向四面八方分散地发 射，这叫做“散射”空气分子对波长愈短的光就越 易散射，如图，当太阳光经过大气层 时，波长短的蓝、靛、紫光就被散射。 从地球上B点（这时是日间）的人看 到这些散射光，天空就呈蔚蓝。红、 橙、黄光波长较长，不容易被散射， 故能通过较厚的大气层到达A点（这 时是黄昏）。故A点的人就看到红橙 黄的晚霞。太阳光被大气层散射，造成蔚蓝 的晴天和红橙黄的晚霞。3、湿了的布为什么颜色较深？白光照射到干布上，一部分光就 从布的纤维表面反射出来。一部分通 过纤维与染料，被吸收了某段波长的 光，再次从纤维反射出来。例如白光 通过红布的染料之后，黄、绿、蓝、 紫等色光被吸收了一部分，只有红色 的光被反射出来，故红布就呈现红 色。干的红布不但反射红光，并且其 它各色光从一纤维到另一纤维之间 要经过空气，就在空气与纤维的表面 反射出来。由于反射光较强较杂，不 但红得不够纯，并且显得较浅。当红布湿水之后，纤维与纤维 之间的空隙就由水代替空气。水与纤 维的折射率比起空气与纤维较为接 近，光线容易深入布中，反射光减少, 故色泽看起来较深。5、为什么有些东西透明有些不透明？大多数的气体和液体都是透明的，而大多数的固体都是不 透明的，这是什么道理呢？一种物质是否透明，主要取决于内部分子的结构。像液体和气 体那样，内部的分子是没有特别的排列次序，也就是无序而均 匀一致。光线经过这些分子，不会遭遇到特别方向的反射，不 会在中途被散射到其它方向。因此，大多数的液体和气体都是 透明的。固体具有结晶的构造，相邻的晶体之间具有不连续的性质。 当光线在这些晶体中传播时，就在晶体与晶体之间发生散射， 原来传播方向的光就被减弱，因此大多数的固体都是不透明的。 少数透明的固体，像金刚石、红宝石和石英等，虽然也是结晶 体，但与其它结晶固体不同，这三种是属于孤立的单晶体（其 它固体如金属和岩石是属于多晶体），也就是由一个单一的巨型 晶体组成，结晶格子不但性质相同，取向也相同。光线在其中 进行，就像在连续的介质中进行，不会发生散射作用，因此是 透明的。玻璃外表像固体，但实际只是黏性极大的液体，它没有结 晶的结构。内部像液体一样，是无序而均匀，没有结晶的断层 把光线中断或偏离，因此是透明的/一块玻璃是透明的，但如果把它捣碎为一堆玻璃粉，就不 再透明。因为有无数的反射面和折射面把光线堵截。物质的是 否透明，道理也相似。6、电影屏幕都是用粗糙的布做 成的，这是为什么？普通的 银幕是平面，而宽银幕电影 的银幕为什么不是平面？电影屏幕用粗糙的布做成， 目的是让光射到上面后发生漫 反射，反射各种色光，使反射光 线射向各个方向，从而使全体观 众从不同的角度都能欣赏到画 面的内容。普通电影的银幕是不大的 平面，从放映机射出的光线到银 幕中部和边缘的距离差距不大， 银幕上的画面清晰。宽银幕电影的银幕有十多 米宽，挂成中间向里，左右两边 向前的圆柱形。如果是平面，射 到银幕中部边缘部分的光线的 距离长短有较大差别，即像距差 别较大，不能同时聚焦，画面的 某些地方就会模糊不清，所以宽 银幕电影的银幕不是平面的。7、“无影灯”真的是无影？由于光的直线传播，当光照射到不透明的物体上时，在物体的后面就会形成影子。影子在不同 的时间、不同的地方又各不相同。比如，同一个人在阳光下的影子是早晚长，中午短。通过仔细观察，我们就可以发现电灯光下的物体的影子中部特别黑暗，四周稍浅。影子中部特 别黑暗的部分我们叫它本影，四周灰暗的部分我们叫它半影。这些现象的产生都和光的直线传播原 理有密切的关系。通过下面的这个实验就可以知道其中的奥秘。我们把一个不透明的杯子放在水平桌面上，旁边点燃一只蜡烛，杯子后面就会投入清晰的影子。 如果在杯子旁点燃两只蜡烛，就会形成两个相叠而又不重拿合的影子，两影重合部分完全没有光线 射到，因而是全黑的，这也就是本影；本影旁边只有一只蜡烛可照到的地方，就是半明半暗的半影。 如果点燃三支甚至四支或更多，本影部分就会逐渐缩小，半影部分就会出现很多层次，也逐渐变得 更加暗淡。物体在电灯光下能产生由本影组成的影子，也是这个道理。电灯是由一条弯曲的灯丝在发光， 发光点不只限于一点。从某个点射来的光被物体遮住了，而从另一些点射来的光并不一定被遮住。 很显然，发光体的面积越大，本影就越小。那么，如果我们在上述杯的四周点上一圈蜡烛，这时本 影就消失了，而半影也淡得看不见。正因如此，手术室内的顶灯是由发光强度很大的几个灯在灯盘 上排列成圆形，合成一个大面积的光源。这样就能从不同的角度把光线照射到手术台上，既保证手 术视野有足够的亮度，同时又保证不产生明显的本影而影响手术。所以取名为无影灯。&单面镜的原理一明一暗的两个景物的光线同时进入眼睛，是 不是能同时察觉到这两个物体的景物呢？当一屋的 外墙被阳光照射时，从屋外透过窗子常看不见屋内 的景物。而在夜间却能看见亮了灯的室内景物。所 谓单面镜的原理和上述情况相似。通常的平面镜是在玻璃上镀了足够细密的银 层，光线从任一方射到镜上，都被反射，而不能透 过。单面镜是镀了稀薄的银层，光线从任一方射到 镜上，一部分被反射，一部分透过射到对方。那么， 为什么叫单面镜呢？如图,单面镜的右方A是亮室， 左方B是暗室。右方有一灯C,它的光线照射到镜 上，一部分光线被反射回A方，一部分透过而射到 B方。同时，暗室中物体D的光线射到镜面，光线 一部分反射回B方，一部分透过射到A方。这时， A室中的人同时看到C的反射光和D的透射光，但 因前者的强度比后者大得多（注意图中光线的粗 细），故A室中的人只觉C的像而不觉物体B的存 在。反之，B室中的人同时看到D 的反射光和C的透射 光，但因前者的强度比 后者小得多，故只觉物 体C而不觉D的像。换句话说，单面镜的作用是使黑暗中的人能看 到亮室中的物体，反过来就不容易看见。9、万花筒：它是一种非常有趣的玩具，通过它看到 一些非常“酷”的图像。那些五光斑斓、千 变万化的图案是从哪里来？制作材料：三片没有镜框的镜片蜡纸 上谈兵橡皮筋胶带剪刀一些透明的小彩 豆 方法：首先把这些镜片搭成三角形的镜筒，注意要将镜片能反射的那面朝里，然后 用胶带在镜片两两相连的地方把它们 固定好。把蜡纸剪成比镜筒的底部稍大的三角 形，蒙在镜筒的一端，并用橡皮筋把这端紧 紧地固定好，如图。接下来把彩豆扔进去， 然后转动它，让小彩豆注意滚动，看吧。原理：万花筒的神奇之处在于多次反射 现象，而这三面镜片的角度限制了成像的个 数，但是每一个反射而成的图像（包括原来 的实 物），都和相邻的反射图 像连在了一起，于是组 成了漂亮而神奇的图 案。为什么万花筒要有 可转动的部分，原来是 为了制造不断更新的色 片级合的图案。10、车中的光学知识汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜，利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特 点，使看到的像比实物小，观察范围更大，从而保证行车安全。汽车头灯里的反射镜是一个凹镜，它们利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平 行光射出的性质制成的。汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩。汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透 镜和棱镜的知识，汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体，在夜晚行车时，司机不仅要看 清前方中路面的情况，还要看清路边行人、路标、路岔等，透镜和棱镜对光线有折射作用，所以灯 罩通过折射作，根据实际需要将光分散到需要的方向上，使光均匀、柔和地照亮汽车前面的道路和 路边的景物，同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射，以便照明路标和里程碑。从而确保行 车安全。轿车安上茶色玻璃后，行人很难看清车中人的面孔。茶色玻璃能反射一部分光，这样透进车里 的光线很弱，要看清乘客的面孔，必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面，由于车内光线较 弱，没有足够强的光透射出来，所以很难看清乘客的面孔。11、有些居民住宅的大门 上装有门镜，这是一个小 圆镜片，室内人眼贴“门 镜”,可以清楚地看到缩小 的室外景象，而从门外却 无法窥视室内的动静。如 图，是打好孔位的大门的 截面和三块小圆玻璃片的 截面“门镜”的玻璃片编 号是1,安装在门板外侧 和内侧的镜片分别是凹透 镜3和凸透镜2,装上“门 镜”后，从S点向门外观 察，其观察范围将比孔中 未安装“门镜”直接观察 时大，为什么？“门镜”是由一组透 视镜组成，镜片3为凹透 镜，安在门的外侧，作为 物镜；镜片2为凸透镜， 安在门的内侧，作为目镜。 当门外来人时，来人通过 凹透镜成一正立缩小的虚 像A1B1,它的位置在来 人与物镜之间，如图，像 A1B1正好在凸透镜的焦 点以内，又通过凸透镜成 一正立放大的虚像 A2B2,它将被门内的观察 者看至U。凹透 镜对光有 发散作用， 凸透镜对 光有会聚 作用，因 此就把凹透镜放在门的外 侧以便有更大范围的光通 过凹透镜，门内安装的凸 透镜又能把更多的光会聚 到门内观察者的眼睛中， 以便能看到更大范围的虚 像。12、什么是近视？远视？散光？近视是平行光进入眼内后在视网膜之后形成焦点，外界物体在视 网膜不能形成清晰的影像，病人主观感觉看远模糊，看近还清楚，用 凹透镜矫正近视；远视是平行光线进入眼内后在视网膜之后形成焦 点，外界物体在视网膜有能形成清晰的影像，病人主观感觉看远模糊， 看近更模糊，用凸透镜矫正远视。轻度的远视，通过晶体的调节，主 观感觉不明显。随着年龄的增大，调节力下降，视疲劳，视物模糊等 症状慢慢表现出来。散光是平行光经椭圆形的屈光面成像年，在视网 膜不能形成清晰影像，有近视散光，远视散光，近视远视散光同地存 在。散光可以用带柱镜的眼镜矫正。，也可以用隐形眼镜矫正，硬性 隐形眼镜矫正散光很好。远视和老花不是一样？不一样。远视是一种屈光不正，主要表现 视远不清，视近更不清，视物疲劳。晚安视自幼发生。老花是一种自 然的生理老化现象，随着调节力下降，从四十岁左右开始，无论有无 近视或远视均会发生老花。表现为将阅读物放远些才能看清楚，到一 定时候需用凸透镜帮助看清。我们常说眼镜是多少度，这个度是指什么？这首先要从焦度说 起，焦度是表示透镜会聚或发散光线本领的一个物理量:焦度=11焦距， 焦度的单位是屈光度”，光学中规定：当透镜的焦距为1米时，它 的焦度是1屈光度。眼镜的度数等于屈光度的100倍，所以也可以把 眼镜度数中的这个“度”看作镜片焦度的一种单位。例如，某人眼镜 的度数是200度，合2屈光度，镜片的焦距就是0。5米。同样也可 推出，镜片焦距是0。25米的眼镜，焦度是4屈光度，眼镜的度数是 400 度。电脑验光准不准？基本功上是准确的。随着科技的发展，电脑验 光仪的准确度大大提高，其结果基本上是可靠的。但电脑验光仪是机 械物体，不能灵活地处理每一位病人的具体情况（如高度近视，调节 力过强的病人），其验光处方还需医生通过主观验光，试戴来最后确 定。正规的验光分哪几个步骤？客观验光、主观验光，试戴三个步骤。 客观验光：有检影验光（医生通过检影镜看病人眼底来确定度 数），电脑验光，提供病人屈光的大致度数。主观验光：由调节放松, 红绿试验，双眼平衡许多步组成，从而找到精确的处方。试戴：通过 客观验光，主观验光得出的结果让病人试戴，必要时作一些调整，让 病人看得清楚，看得持久，看得舒服为止。什么是屈光参差？两眼屈光度相差大于2。00D （二百度）以上 称屈光参差，屈光参差，如不及时矫正，度数高的眼会发生弱视，因 此早期发现并早期矫正屈光参差是很重要的。验光度数不准会产生什么样的后果？验光度数偏低偏高都不符 合要求的。度数偏高偏低，使病人无法达到正常视力，耐用，会出现 眼睛易疲劳，眼痛，事业心等各种症状，近视度数偏高会诱导病人调 节，使近视度数加深。高度近视、远视的儿童，如果度数不准确，在 视力发育阶段不及时正确地矫正，错过弱视治疗的时机，以后的视力 将无法提高。第三篇热现象热现象是和人类关系最为密切的现象之一。食堂或家里，每天炒菜做饭要用热能；发电厂发电 要用热能，炼钢厂炼钢要用热能那么，热到底是什么东西呢？当阳光照射到你的身上，你会感到暖洋洋。太阳是天然的热源，也是最大的热源它给地球光明 与温暖，可以说，没有太阳就没有我们这个世界。人类最早学会使用的热源是天然火，引起天然火的原因可能是雷击、火山爆发或者说枯枝烂草 的自燃等。古人发现，有了火，不但可以取暖，还能驱走野兽，烤熟食物。但是，他们还不会取火 这时人类才能够更好地利用火了。有了火以后，人类就有了热源。通过火，人们可以把物体的温度 升高，人们发现，烤熟的食物吃起来比生的更可口，而且容易消化。温度是个非常有影响的概念。从人本身来说，人体能适应的温度范围其实非常狭窄，零下 40 就冷得难以忍受了，而零上40 又会热得无法忍耐，人最适宜的温度是2025。在生产和生活中，人们利用温度的变化做了许多事情，肉和蔬菜保持在低温的冰箱里，就能保 持很久；而食物放在锅中煮沸或是爆炒，就会由生变熟；钢铁放在高炉中，便会熔化，以便生成不 同形状的材料“头伏萝卜二伏菜”、“早穿棉袄午穿纱，捧着火盆吃西瓜”这样的谚语足见温度 变化对人们的影响。绿意浓浓温暖的春天，繁花似锦火热的夏天，硕果累累凉爽的秋天，白雪皑皑 寒冷的冬天，这些都是大自然赐给我们奇妙的礼物。“金鱼煮不死”，“开水不烫手”、“冰能烧开水”、“雪糕盖棉被”生活中的许多现象具的很 有意思，只要你肯动脑子，多思考，多琢磨，你会发现生活中有许多可学的知识，多琢磨生活中的 现象，你会发现“冷暖都是情”！1、气象站测量气温用的温度2、金鱼游在沸水中3、电冰箱门上的星计装百叶箱在中百叶箱是什么在物理课上，教师在未做任何说标颜色的？为什么？如果放在封明的情况下，作了一个十分精彩电冰箱内有恒温器，闭的箱会有什么弊病？为什么？而又令人惊奇的实验。他先拿出以控制电源的断续，如果露天放置会有什么弊病？一个约20厘米长的一个试管，使箱内的温度保持为什么？装上自来水，放进一条活金鱼。在一定的范围内，以百叶箱是有很多块长方形小木板然后把试管夹在铁架台上，点燃免过冷而耗电。错络有致辞组合成的箱子,小木板洒精灯加热。大约五分钟左右，双门的电冰箱，门上的排列原则是:无论太阳从哪个方水开始出现大量的气泡,随之沸有星形标志，以表示向射到百叶箱上，都会被小木板挡腾了。老师把一支温度计插入水冷凝格的温度等级。住而不会射入箱中;小木板之间又面，叫同学去读数“100C”。老1颗星：表示温度不不疋密合的，而疋相隔定相距师又让学牛看金鱼，金鱼竟在水高于-6C，食物约可定距离平行的。从组合的这些特底游动。大家被这一奇妙的现象贮藏十天；点，可知：百叶箱是白色的，如惊呆了。同学们，能说出其中的2颗星：表示温度不果是其它颜色的，阳光照射时会使道理吗？原来，水和玻璃都是热高于-12C,食物约可箱内的温度明显高于箱外气体的的不良导体。当我们用洒精灯加贮藏一个月；温度,测出的温度就不是环境中空热试管的上部时，试管底部的水3颗星：表示温度不气的温度。如果把温度计放中密依靠传导得到的热量是极少的。高于18C,食物约可闭的箱中，由于空气不流通，箱子又因为上部的水热膨胀,密度变贮藏三个月；内外的气温并不相等，测出的气温小,下部水温低，密度大，不能4颗星：表示温度不也不是环境中的气温。如果把温形成对流。所以当上部的水温不高于-20C,食物约可度计露天放置，测出来的同样不是断升咼直到沸腾时（出现大量气贮藏三个月外，还可气温，这是由于阳光直接照射时，泡），下部的水温仍然较低，金以冻结鲜食物。温度计的温度会高于环境的气温。鱼仍然在这一区域运动。4、为什么要及时除掉冰箱里的霜？冰箱是靠制冷剂氟利昂的汽化制冷的，在蒸发器内汽化时，要从冰箱的冷冻室内吸收大量的热，从 而使其内部的温度降低，达到致冷的目的。由于冷冻室的温度很低，开启冰箱门时进去的空气湿度 很大，开门的次数越多，结霜就越多。霜是冰晶，是热的不良导体，冰箱内壁积霜太厚会影响冷冻 室内的空气现蒸发器内氟利昂的之间的热交换。要达到相同的制冷效果，就必须延长压缩机的工作 时间，既费电又损耗机器，所以当冰箱内壁积霜达到5毫米时，就应设法除霜。5、化冻柿子在北方，冬天有冻柿子卖。冻柿子冻得梆梆 硬，好像冰疙瘩，吃的时候，要用水把它化 开。冰化开了，柿子也软了，吃起来甜美可 口，别有一番风味。人们化冻柿子时，是把冻柿子放在冷水里, 而不是放在热水里，这是为什么？ 同时，也请你想一想，春节化冻鸡也是用冷 水，道理与化冻柿子是不是一样？ 首先要注意，冻柿子的温度不是0C，而比 0C要低得多。我们说水在0C时要结冰， 这是指纯水，如果说糖水、盐水，或是含有 别的杂质，结冰的温度就低得多，你可以做 一个实验，天冷的时候，你用两只同样大的 碗，分别放一点清水和糖水放在室外，就会 看到清水先结冰，糖水后结冰，说明了糖水 结冰的温度低。柿子里糖分高，冻柿子的温 度比0C低，一般冷水温度在0C以上，用 来化冻柿子已经温度够高的了，有人以为, 用热水化冻柿子可以快速化冻，可是由于热 水与冻柿子温差太大，冻柿子往往外层被烫 软了，内部还保留一个冻芯。不容易化透, 另外，被烫过的柿子，涩味回升甜味大减, 所以人们都不用热水化冻柿子。化冻鸡也是 同样的道理，当把冻鸡放进冷水时，由于鸡 的的温度低于水温，则冻鸡吸热并开始化 冻，而外面的水由于放热而降温，当水温降 至0时，若冻鸡仍未彻底化冻，由于冻鸡的 凝固点低于0,因此冻鸡仍要从其周围的水 中吸收热量，使一部分水凝固成冰附着在鸡 上,当冻鸡彻底解冻时，鸡体表面的冰层达 到最厚，此时，鸡、冰、水的温度都是0。 热传递停止，这就是冷水去冻化鸡的方法, 这种化冻方法不仅能保持鸡的鲜味，而且比 热水化冻速度更快。6、多孔的冻豆腐 寒冷的冬天，吃上一碗热乎乎的冻豆腐，那真算得 上是一种别具风味的美菜呢。豆腐本来是光滑细嫩 的，冰冻以后，它的模样为什么会变得像泡沫塑料 呢？豆腐的内部有无数的小孔，这些小孔大小不一， 有的互相连通，有的闭合成一个小容器，这些小孔 里面都充满了水分，我们知道水有一种奇异的特性， 在4C时，它的密度最大，体积最小，到0C时结成 了冰，它的体积不是缩小而是胀大了，比常温时水 的面积要大10%左右，当豆腐的温度降到0C以下 时，里面的水分结成冰，原来的小孔便被冰撑大了， 整块豆腐便被挤压成网络形状。等到冰溶化成水从 豆腐里跑掉以后，就留下了数不清的孔洞，使豆腐 变得像泡沫塑料一样，冻豆腐经过烹调，这些孔洞 里都灌进了汤汁，吃起来不但富有弹性，而且味道 也鲜美可口。很早以前，我国人民就已经懂得了冰冻膨胀的原理， 并利用它来开采石头，冬天他们在岩石缝里灌满水， 让水结冰膨大，把具大的山石撑得四分五裂，很快 就能采到大量的石料。近年来，工业生产上出现了 一种巧妙的新工艺一一“冰冻成型”也是冰冻膨胀 原理的应用，办法是根据零件的开头伤脑筋强度很 大的金属，做一个的凹形的阴模和一个凸形的阳模， 把要加工的金属板放在两面三刀个模的中间，在阳 模的密闭的外壳之间，灌满4C左右的水，然后把这 个装置冷却到0C以下，这时，由于水结冰，体积膨 胀，所以产生了巨大的力量，把阳模压向阴模。便 把金属板压成一定形状的部件了，由于水在4C时的 密度最大，体积最小，水温低于4C时，反而增大， 所以在4C时水就不再上下对流了，因此到了冬季， 寒冷地区的江河湖海，表面虽然结了厚厚的冰层， 但下面水的温度却保持在4C左右，这就给水生物创 造了生存的环境。冰冻也会给人们带来危害，它能 使水缸冻破，把自来水管道冻裂因此在冬季来 临的时候要及时做好保暖防冻的工作。7、在检查牙病时，医生往往把口腔镜放在酒精灯上去烧一下，这是为什么？ 在检查时，医生往往把口腔 8、9、10、