小飞又眉飞色舞的讲起物理来,物理不是我的强项,于是我只好在一旁洗耳恭听。“大家听到过这样一个实验没有?我们的老祖宗很聪明,在汉代就有了很准确的气象观测,这就是著名的刻鱼测雨的实验。”
“小飞哥哥,我们没有听过。你快点给我们讲讲才是啊。”一帮小孩子迫不及待的说。这些小孩在穷乡僻壤之中,自然孤陋寡闻,不谙世事,所以不知道也是情有可原的,不过我对物理不感冒,平时也不太关注,所以也跟着他们不知所云的摇摇头。小飞耐心的说起来:“这是个奇特的物理实验是这样做出来的,它使用的仪器是用玉石雕刻的鱼。这种鱼为椭圆形、中空,髟耆尾皆具。目的是以鱼的鸣吼来预测天气。在《西京杂记》里有详细记载,有兴趣的同学可以回去查查看。讲的是昆明池刻玉石为鱼,每至雷雨常鸣吼,髟耆尾皆动。汉世祭之祈雨,往往有验。请问各位亲爱的同学们,这是为什么呢?请问你们有什么想法没有,请大胆的说出来。”
一片沉默之后,一个胖乎乎的小朋友挺身而出,他摇头晃脑的说:“我想吧,那一定是块神奇的石头,玉石是神仙老爷爷留下来的。”另外一个小朋友恍然大悟的说:“不是神仙留下来的,是女娲娘娘补天时候留下的石头,所以才如此灵验呢。”小飞微微一笑:“你们的想象力还蛮丰富的。其实是由于这个实验巧妙地运用了共振效应,不是石鱼的原因。但是那些不知原理的人对石鱼产生敬仰,并顶礼膜拜。我们清楚当有风暴时,强风掠过海面会产生次声波,次声波和风暴怒吼的声波一起向四面八方传播,声波很容易被吞掉,唯有频率很低的次声波在传播过程中能量损失少、传播距离远,比风浪速度快许多倍,它能成为风暴来临的警报。但次声人耳无法分辨。石鱼就是这样一种风暴报警器:它张口,腹空,当次声波不断对它施以周期性外力时,石鱼作受迫振动。若声波的策动力频率与石鱼的固有频率成倍数关系,石鱼产生非线性共振,发出声波。其中,高频部分为可闻声。此时,石鱼髟耆尾该动,其声学效应表现为大声鸣吼。其实,在我们古代的时候,利用共振效应预测天气、地震、兵乱的例子不胜枚举。汉武帝时,未央宫前殿钟无故自鸣,三日三夜不止。诏问太史,待诏王朔,朔言恐有兵气。可见,刻鱼测雨实验有其坚实的理论基础,这些理论是在不断观察、分析中总结出来的。我国汉代就有如此奇妙的实验,这是我们这些炎黄子孙值得骄傲的事情。”
下面一片欢呼雀跃声,我也在一旁饶有兴趣的看着,真是学好数理化,走偏天下都不怕,现在应该改为古今都不怕。我可深深体会到了,谁叫我理科差呢?现在只好乖乖的听小飞洋洋洒洒,自鸣得意的演说了。
他又给大家展示了好几个有趣的物理实验,如铜镜透字。这种镜子叫“透光镜”,始于西汉。它与编钟、鱼洗一起,被称为中国古代青铜三宝。小飞当堂展示的时候,这面神奇的镜子不仅能照人容貌,而且当光束射到镜面时,铸在镜子背面的铭文图案,还会“透”过镜子映现在屋壁上,一清二楚。“那么铜镜何以透光呢?”
看大家目瞪口呆的样子,小飞不失时机的循循善诱的问道。大家茫然对视,小飞微微一笑,得意的说:“这是因为透光镜铸成后,镜面会有肉眼不易觉察的与镜背铭文相对应的微小起伏,这种微小起伏是背的花纹凹凸处凝固收缩,产生铸造应力,加之镜面在研磨时产生压应力,造成弹性形变。当镜面研磨到一定的程度时,这些因素共同作用,使镜面产生与镜背铭文相应的曲率。光束照在镜面,镜的微小起伏经光程放大,便显示出透光效应了。”原来如此,大家若有所思的点点头。
小飞又拿出一只精美的古代蝴蝶造型的杯子,美轮美奂,不过细细看上去与其他杯子大同小异,没有什么古怪。小飞微微一笑,“现在我们把杯子倒上水,就大不一样了,让我们看看们神奇的杯中显影吧。”
大家都瞪大了眼睛,果不其然,这杯子增满水后果然大有玄机,只见两只灵动可爱的蝴蝶在水杯中间翩翩起舞,栩栩如生。小飞提出问题:“这是为什么呢?大家要知其然,还要知其所以然才是。”
可大家还是面面相觑,不知所以。小飞一边拿着杯子,一边细细的讲解起来:“因为杯底中央嵌装一枚凸透镜,在杯脚里以游丝装上彩蝶,只要杯受微小干扰,彩蝶就能舞动。杯中无酒时,彩蝶在凸透镜焦点之外,造成与人眼同侧的实像,人眼视之模糊。斟酒入杯后,这层透明的酒成了一枚凹透镜,凸透镜与凹透镜组合成复合透镜。复合透镜的焦距比凸透镜的焦距大,彩蝶便落在复合透镜焦距之内,造成了放大虚象,位于明视距离处。复合镜起到了放大镜的作用,人眼清楚地看到放大了的蝴蝶。因杯拿在手里总要受点干扰,蝴蝶也就翩翩起舞了。”
原来如此哟,所以的人都恍然大悟,拍手叫好。真不知道小飞这个家伙从哪里收购到这些珍贵的古董,这项技术早就失传了,这蝴蝶杯杯子可真是无价之宝呀,要是能够带到现代社会,那保证又一个千万富翁横空出世呀,我不由的艳慕的多看了两眼。
小飞又不慌不忙的取出烧瓶,和纸片等,一边说,一边长袖善舞起来:“现在,我们要用鸡蛋清与明矾粉末和匀涂刷纸上作成铫子,放在火焰上煎茶,大家想一想,这个实验结果到底是怎样的?是水沸而纸不燃还是火直接把纸给燃烧掉了?大家请拭目以待吧。”
这纸遇火就会燃烧的,可是那水扑扑的起来,而那张纸却始终安然无恙,真是神奇。看大家一副疑惑不解的样子,小飞又不厌其烦,耐心的解释起来:“火焰温度约600℃,而纸的着火点是183℃,用火烧纸,纸会燃为灰烬。但用纸铫煎茶,情况就不一样。炉火燃烧时,铫子内的水会不断吸热,使纸冷却。水的沸点是100℃。水会在这个温度下变为蒸气,将多余的热带走,所以沸水温度不会超过100℃,这个温度低于纸的着火点,只要铫子里的水不干,纸就不会燃烧。”大家纷纷点点头,呈现出原来如此的表情。
刚演示完这个有趣的实验,大家大开眼界之后,他又忙不迭的拿出一个精美的喷水鱼洗。这种古代玩器始于汉代,大多类似洗脸盆,盆底刻鱼,盆沿有两耳。小飞轻轻的摩擦那两耳,那盆便喷射出一股股半米多高的美丽的水柱,在从窗扉映射进来的斑驳的眼光下,色彩斑斓的彩虹若隐若现,大家看得真是叹为观止,不过这鱼洗在现代社会好多古玩店都有,倒没有失传,也不那么稀罕,只是我也不知道为什么会这样,现在终于可以一探究竟了。
小飞振振有词的说:“喷水原理实际上是振动产生的四节线振波引起了水的激荡,振动过程类似于圆钟的空气振动。为了使鱼洗喷水,应使手掌和鱼洗两耳摩擦,作为洗发生振动的激励源。手掌所处的位置可视为振动波节的位置,这样,由于洗的对称性,其振动只能产生偶数节线,而振动的拍击波使洗内的水发生相应的谐振动,于是在洗的振动波腹处,水的振动最为强烈,而在洗的波节处,水不发生振动。”我一直疑惑不解的奥秘终于在小飞的深入浅出的讲解下迎刃而解。
“听我讲了这么多,估计大家都听累了,那好,我们大家就动动手,做一个小小的实验,活跃活跃课堂气氛吧。这个实验非常简单,现在大家两人一组,一起做实验。”
小飞一边和我各拿一个竹筒站在屋子两端示范,一边让小朋友们模仿:“我们现在取竹筒两个,空其两端,一面用皮纸封好。两筒纸面相向,取长数丈细线穿过之,两个人各执竹筒站远,一人嘴巴对竹筒,一人耳听竹筒,虽然相去数丈,但说话的人随意说话,对面听的人知晓,而其他人却不知道,大家试一试,看看是不是如此啊?”
大家一听如此神奇,顿时来了兴趣,一边依葫芦画瓢的实验起来,一边七嘴八舌的兴高采烈的交流起来。
真是寓教于乐,既传播了知识,又带动了小朋友的积极性,和培养了他们的动手能力,不可否认,小飞真是是一位不可多得的优秀的大宋人民老师。试想一下,如果我当时的物理老师有这样的水准,我的物理成绩也不会拖我那么长的后腿,害得我高考发挥不好,落到今天有家不能回,长期滞留在古代的悲催命运,而且还不知道期限是多久?不知道是不是一辈子的时光?哎,想想就让人不寒而栗,还是不要再想了,否则心灰意冷得上忧郁症,那可就一切完了。还好,任何时候你都不是一座孤岛,这不,不是还有小飞吗?怕什么,千万不要胡思乱想才是,那些疯掉的人,肯定不是做事做疯的,百分之百是东想西想想疯的。所以人类一思考,上帝就发笑。想法这东西还是适可而止的好,否则想来想去成了尼采就惨了,我赶紧把注意力重新转移回来。
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