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“眼见”一定“为实”吗?

2015-12-01周生记

小学科学 2015年11期
关键词:眼见假象凸透镜

周生记

俗话说“耳听为虚,眼见为实”,意思是说只有亲眼看到的,才能相信它的正确性,不能光听别人说,因为那是没有现实依据的。另外,在一些案件中,要有现场证人和证物才行,这充分说明“亲眼所见”的重要性。但是“亲眼所见”的一定就是真的吗?

亲眼看到的“假象”

夏天的中午,火辣辣的太阳照在柏油路上,骑行在马路上的你,有没有注意到一个奇怪的现象:远远望去,地面上会呈现出一汪水,当你靠近时,水又不见了。“水”是从哪里来的,怎么又会消失了?

同时你还会发现路面上好像有“热浪”在翻滚,这里翻滚的热浪是什么?它是怎样形成的?

再比如晴朗的夜空,看着天上明亮的星星,是件多么惬意的事情啊!星星好像能懂人的心意,它也会向你不时地“眨眼睛”,好像在向你倾诉着什么!星星眨眼睛是怎么回事儿呢?

还有你知道什么是“海市蜃楼”吗?你见过海市蜃楼吗?可能在一些电影里出现过这种场面——在沙漠里,口渴的人看到远方有一处水潭,奔过去却不见了。

上述的这些现象,并非真实的现象,都是我们看到的“假象”!

“假象”的成因

这些“假象”是怎样发生的?其中隐藏着什么科学道理呢?下面就让我来告诉你吧!其实,这是光线在传播时产生的一种奇妙现象。我们能看到物体,是因为有光线进入了眼睛。当光线从一种物质进入另一种物质时,或是光进入了不均匀的物质时,光的传播方向会发生弯曲或偏折的现象,但我们认为光是沿着直线传播过来的,所以我们看到的并不是真实物体的位置。

在上面举的例子中,中午的路面由于温度较高,路面表面的空气温度和路面上部的温度不均匀,光线通过时发生了偏折,其他地方发出的光线进入了眼睛,而且光在不同密度和温度的空气中的折射率是不同的,所以出现了上述的现象。上述的其他现象,也都是光线发生了偏折造成的。

动手实验,发现奥妙

光的偏折现象在生活中是普遍存在的,下面就让我们动手做实验去感受其中的道理吧!

活动1 插入水中的筷子

将一根筷子斜插入水中,从筷子上方沿着筷子的方向看去,你会发现筷子偏折了,并且向上翘起,这就是因为光从水里进入空气时发生了偏折,这时看到的并不是筷子的真实位置,而是物体的虚像。

游泳是项很好的运动,但是如果不了解光的折射现象,也会带来一些麻烦!当我们站在清澈的水边,可能会感觉水比较浅,但当你下水后,发现水并不是感觉的那么浅,实际深度还可能更深,这是为什么呢?这是因为光发生了偏折,水看起来比实际的浅了!所以,在游泳时,不要轻易地进入一些较深的水中,因为它的实际深度会更深,非常容易发生危险。

对于有经验的渔民,他们在插鱼时,往往会向鱼的下方插去,就是因为看到的鱼的位置偏高,而真正的鱼在下方。

活动2 透过玻璃看物体

由于学习压力增大或是看手机、看电脑的时间太长,很多人患上了近视,他们会佩戴上近视眼镜。还有些不近视的人有时也会戴上一副眼镜,你能分辨出哪种是近视眼镜吗?

如果家里有人近视,你可以从戴眼镜的人的前方去观察。让他转动脸庞,从一侧眼镜与脸相重合的方向观察,你会发现眼镜后的脸与正常的位置不一样了,眼镜后的脸凹了进去。这就说明他佩戴的是近视眼镜!如果戴的只是太阳镜,几乎看不到这种错位的现象。这是因为太阳镜是那种镜片一样厚的镜子,并且厚度较小,折射不明显。

另外,如果透过一块厚玻璃(方形的装水容器)去观察物体,将铅笔放在它的后面,你会发现一个神奇的现象——铅笔被截断了,并且从不同的方向去观察,偏离的距离也不相同,但是物体的大小并没有发生改变。这是因为光从空气进入玻璃时发生了偏折,当光线进入眼睛时,我们还是感觉光沿着直线传播,从而看到的位置与实际的位置发生了偏离。

其实透过玻璃去看后面的物体,很多情况下,看到的物体总是和实际位置有一定偏离的。所以在电影中,狙击手是不能轻易透过玻璃去射击敌人的!

活动3 光线偏折帮了我们大忙

用一个凸透镜——玻璃的中间部分比边缘厚,透过它去观察较近的物体,物体就会被放大。如果没有凸透镜,你可以将一滴水滴在透明的薄片上,用它去观察物体,也会看到物体被放大了。所以在观察一些小物体时,凸透镜制成的放大镜可是发挥了大作用!

另外,为了看清更小的物体,人们还发明了显微镜,显微镜不仅为人类探索微观世界打开了一扇窗户,更为人类的发展开辟了一条新路!

近视眼是一种视力障碍,近视的人无法看清远处的物体。但当他们佩戴上适当度数的中间薄、四周厚的凹透镜时,就能看清东西了!

讲到这儿,相信你应该懂得了上面现象的道理——光在不同的物质间传播会发生偏折现象,而我们总感觉光是沿着直线传播的,所以看到的并不一定是物体的实际位置。现在再说起“眼见为实”时,你还会那么自信地认为是正确的吗?

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