趣味物理实验8.doc

纸亮还是镜子亮在一间黑屋子里，用手电筒照射一面镜子和一张白纸。你想，是镜子亮还是白纸亮？你也许立即回答：“是镜子亮”。不要忙着下结论，还是先来观察一下吧！左图表示了这个实验的结果：镜子看起来成了黑的。如果在同样条件下，白纸反而比镜子亮一些。这是什么缘故呢？原来，光滑的镜而只能规则地反射光线，一束光线遇到镜面以后，虽然改变了前进的方向，但是它们在新的运动方向上仍然是整齐前进的。如果你的眼睛不在这个方向上，镜子的反射光就一点也不会进入你的眼里，所以镜面看上去是黑的。只有把镜面转到某一个角度，使它反射的光正好进入你的眼睛的时候，你才能看到耀眼的光芒（图A中表示了镜面对光线的单向反射）。从图B中可以看出：一束光线照在白纸上，虽然对于每一条光线来说，光的反射定律都是适用的，但是由于纸的表面凹凸不平，光束就被反射到许多不同的方向去，这就叫漫反射。正是借助漫反射光线，我们才能在任何方向上看见被照亮的物体，观察到它们的颜色和细节，并且把这些物体和周围其它物体区别开来。古时候，人们不了解眼睛的构造和作用。有人认为，人的眼睛能看见东西，是因为眼晴能伸出两条看不见的触角，触角碰到物体的时候，物体就被看见了。古代的科学家欧几里德、托勒玫等都是这样想的。现在在我们使用的语言中，还留有这种观点的痕迹，例如“目击”这个词，它的字面意思是“目光触及”，好象是说，眼睛可以伸出一条光线去触及物体。现在看来，这种看法自然是不科学的。实际上眼睛一点光线也发不出来，我们看到东西完全是因为眼睛感受了从物体射来的光。称空气的重量空气看起来根本没有重量，但是你如果把一些空气放在天平上，就能表明事实上空气是有些重量的。1.用尺子量出木片的中间位置，并在上面画一条线。2.对着线在木片两侧按上图钉。3.用细绳系住橡皮盘的中部，做成两个环。4.将橡皮筋的两个环套在两个图钉上，这样木片就可以平衡了。如果木片不平衡，用橡皮泥加重（轻的一端）。5.用胶带把一只气球粘在木片的一端。6.把第二只气球粘在木片的另一端。气球重量一样，所以它们应当是平衡的。7.拿一只气球给它充气。系紧气球颈口。8.再把气球粘回到木片上，木片就倾斜了，因为充了气的气球比没有充气的气球重。用吸管喝水一个玻璃杯上面的空气同样具有重量，它紧紧压着饮料，当你吸的时候，它就将饮料压进吸管里。失重现象演示四例“失重现象”是高中物理（的内容.下面介绍几个自制的演示失重现象的小实验，以飨读者.一、链条失重现象图1自制一木架，在木架上端悬挂一根细链条，使链条的一端A固定在木架横梁上，另一端B用细线系在链条A端的一个环上（为使现象明显可使链条长一些，在B端挂一个钩码）.此装置放在带有托盘的台秤上，如图1所示，装置静止时观察台秤指针所指的示数.点燃火柴烧断系住链条B端的细线，这时引导学生观察台秤示数的变化，可观察到台秤示数变小.这说明链条下落时发生了失重现象.但当这一半链条下落到被上一半链条拉住静止时，台秤又恢复到原来的示数.二、压力消失现象在一个平底吊盘上放一个重物m，把一张薄纸条A的一端压在重物m和吊盘之间，如图2所示，纸条尽量窄且不很结实.当抽动一端时，纸条轻易地被拉断.实验时，一只手把纸条的另一端固定，另一只手提着盘的吊线B（也可以请学生上讲台来帮助教师完成此实验）.先用手提着盘和重物慢慢下降，则纸条先被拉紧，接着就断裂了.这是因为纸条被重物压着的一端存在静摩擦力的作用.第二次换一张同样的纸条，把纸条的一端压在重物和盘之间，另一端固定，但是提吊线B的手突然放开，使盘和重物同时自由下落，可以看到纸条不但没有被拉断而且完好如初.这是因为自由下落过程中重物完全失重，不受盘的支持力，其反作用力重物对盘的压力也就消失了，使静摩擦力不复存在.因此，可以从容地拉出纸条.图2三、喷泉失射现象取一只旧塑料瓶（如可乐瓶），在瓶的一端侧壁上钻几个小孔，用手指堵住小孔，向瓶中装满水（向水中滴几滴红墨水，便于看得更清楚），松开手指，则水就会喷射出来.这是水的重量产生的压强对瓶壁的作用.如果松开了拿瓶的手，让瓶自由下落，这时可以看到水立即停止喷出.这是因为正在自由下落的水处于完全失重状态，水层之间不再存在压力，故水不会从孔中流出.四、斜面上下滑小车失重现象用薄三合板自制一个斜面（稍长些），把一小车通过细线固定在斜面的上端，如图3所示此装置放在带有托盘的台秤上（固定好），待装置静止时观察台秤指针所指的示数.点燃火柴烧断系住小车的细线，小车将沿斜面加速下滑，这时可观察到台秤示数变小.这说明小车加速下滑过程中发生了失重现象.图3烧不着的布条找一块棉布条，用水淋湿，在中间部分滴上酒精，然后用手拿着布条的两端，把布条张开，用蜡烛的火焰烧有酒精的部分。有趣的现象出现了：在棉布条正对火焰的上方升起了火焰，好象烛焰穿过了布条。拿下布条一看，真奇怪，棉布条并没有烧焦。还可以做一个实验：用一张纸摺成一只小纸锅，里面盛上水，四角穿上四根线绳把它吊起来，下面点一支蜡烛。要是在通常情况下，纸锅很快就被烧着了，可是这一回水都烧开了，纸锅仍未着火。这是为什么呢？原来水在沸腾的过程中（只要有水存在），温度不会再升高，始终保持100，而布和纸的燃烧温度都超过100。因此，虽然酒精燃烧了，水也烧开了，但是在水的保护下，布和纸没有被烧着。“烧不着的布条”是魔术师经常表演的一个节目。现在，我们来讲一个有关意大利著名物理学家费米的故事。费米一生有很多杰出的发现和发明，他所以能有那么大的成就，就是因为他非常善于把理论知识同实验结合起来。据说他在罗马大学当教授的时期。喜欢和学生讨论一个个的实际问题。他一边分析，一边实验，问题解决了，学生也学到了思考问题和解决问题的方法。有一次，费米问一位女同学：烧菜用的橄榄油，它的沸点比锡锅的熔点高，但人们却能够在锡制的平底锅里用橄榄油煎东西，看起来油沸腾了，锡锅并没有烧坏，这是什么缘故？你能回答这个问题吗？这个问题是这样解释的：煎东西的时候，看起来好象是油沸腾了，实际上油并没有沸腾，而是食物里的水分在沸腾，我们知道水的沸点是100，它沸腾时，要变成气体跑掉，带走大量的热，这样油的温度不会升得很高，比锡的熔点（232）低，所以锡锅不会熔化。自制保温器热的物体如果不被“绝缘”很快就会失去热而变冷。绝缘体就是不让热较易地通过。制作一个绝缘容器，就可以保存热水。1.在带盖的小瓶外面包两层铝箔，用胶带固定。放上铝箔，亮面向里。2.在玻璃杯和带盖的小瓶中倒入热水，并将小瓶的盖旋紧。3.将大软木塞置于大瓶底部，将带盖的小瓶放在上面。再盖上大瓶盖，这就是你的保温器。瓶盖阻碍热向上散发。热不容易通过软木塞和瓶中的空气。铝箔的亮面有助于保温。热很容易离开杯子，所以水就变凉。4.等5-10分钟。取出小瓶，将手指深入水中。水还是热的。而玻璃杯中的水已经凉了。保温与冷藏暖瓶里的水总是热的，因为暖瓶有光亮的衬里和严密的瓶盖。这使大部分热无法逃出。暖瓶可以保存冷饮，因为热也不容易进去。