一组趣味性小实验

一组趣味性小实验

湖北省五峰县苦竹坪中学朱德明

一、光现象

·神奇的分身术之一

实验器材：一张扑克牌，一根针。

实验过程：在扑克牌上用针扎两个相距不超过3mm的针孔。然后把针放在扑克牌的背后约2．5cm的地方，用单眼透过双孔观察，你看到的不是一根针，而是两根。若在两孔的附近再扎第三个孔，当你透过这些孔观察时，就能看到三根针。扎的孔越多，看到的针越多。观察时，适当调整扑克牌（转动或改变扑克牌距人眼的距离），这种现象更清晰。

解释：由于光的直线传播，针上的光在透过不同的小孔时，在人的视网膜上形成了各不相同的物像，因而出现了神奇的分身术现象。

·神奇的分身术之二

实验器材：透明玻璃杯，硬币一枚，水。

实验过程：在透明玻璃杯的杯底放一枚硬币，再放一些水。把杯子端到眼睛的高度，再慢慢下移到某一个位置时，可以看到两枚硬币。

解释：看到的两枚硬币均为虚像，其中一枚是硬币通过水面折射而成的虚像，这枚硬币虚像比实际的硬币要高一些；另一枚则是通过杯子侧面的水折射而成的像，此时的侧面水柱相当一个凸透镜，从而形成一个放大的虚像。我们未看到硬币的“真身”，只看到硬币的两个“化身”。

·海市蜃楼

实验器材：矩形玻璃容器一个，清水，酸性定影液（或食盐水、食糖水等）。

实验过程：在矩形玻璃容器中先放入密度较大的酸性定影液，约15cm深，然后用玻璃棒导流法轻轻加入清水，约4cm深。在容器的一侧约12cm处放置一被照亮的物体，物高约5cm。从容器的另一侧不同距离和不同角度倾斜向上观看，可看到虚幻“蜃景”。

解释：因为密度较大的酸性定影液和清水的折射率不同，起初两种液面分明，可是随时间的延长，扩散作用导致界面模糊，形成了有一定厚度的扩散层，其折射率自上而下随深度而形成梯度分布。当从另一侧观看被照亮的物体时，由于光的折射现象就可看到悬挂在实物之上的虚幻“蜃景”。

二、流体压强与流速的关系

·自制喷雾器

实验器材：两根长约10cm的塑料吸管，一个烧杯，水。

实验过程：如图所示，在烧杯中盛适量的水，一根吸管插在盛水的杯中，另一根吸管的管口贴靠在竖管的上端。往水平吸管中轻轻吹气，可以看到竖管中的水面慢慢上升，到管口时，被水平气流带走，成为雾状。

解释：根据流体压强与流速的关系可知，往水平吸管中轻轻吹气时，竖管的上端空气流速快，该处压强小，烧杯中的水在大气压的作用下沿竖管上升，水上升到管口就被水平气流带走，从而形成雾状。

·吹不掉的球

实验器材：一个玻璃漏斗，一个乒乓球。

实验过程：一只手拿着漏斗使其喇叭口向下，另一只手托着乒乓球，如图所示。用嘴含着漏斗口向下吹气时，同时放开托乒乓球的手。此时，乒乓球在喇叭口内颤动，但不会掉下来。

解释：虽然乒乓球受到一定的重力作用，气流对球也有一定的冲击力，但乒乓球下端空气流动慢，气体对球向上的压强大，球上端空气的流动快，气体对球产生的向下的压强小，这个压强差产生的向上的升力，足以克服乒乓球所受的重力作用和气流对球的正面冲力，因此球不会掉下来。

·硬币“跳高”比赛

实验器材：一枚铝质硬币，10cm左右的直尺，课桌。

实验过程：在离桌边2～3cm的地方放一枚铝质硬币，在硬币前10cm左右用直尺架起一个栏杆，高约2cm。在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币就可能跳过栏杆。用力大小不一样，硬币跳得高度不一样。

解释：当急速的气流经过硬币上方时，那里的气压就低，下面的空气便把硬币托了起来。上升的硬币碰到由嘴吹过来的补充气流就被吹过了栏杆。