为什么硬币看起来更浅了?

在水塘边玩耍时,看着清澈的河水,你是不是感觉河水很浅呢?仿佛一伸手就能触到水底,然而,河水比你想象的要深得多。

材料准备

硬币1枚、透明玻璃杯1只

实验步骤 >>>>>>

第一步:将玻璃杯装满水,放在桌子上。

第二步:将硬币投入装水的玻璃杯内,然后进行观察。

第三步:从水杯的侧面观察,看看硬币距离水面有多远,在心里默默记下。

第四步:从水杯正上方观察,看看硬币距离水面有多远。

第五步:从水杯的斜上方观察,看看硬币距离水面有多远。

第六步:反复改变观察位置,并进行比较。


想一想

1.从不同的位置进行观察,硬币和水面的水平距离看起来相同吗?

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2.如果你用一只眼睛看,情况是不是一样?

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实验揭密

在观察水杯的实验过程中,你会发现硬币的位置不太一样。从水杯的正上方观察时,硬币离水面很近,但是从水杯的侧面观察时,硬币的位置仿佛变深了。其实硬币的位置并没有发生改变,只是你的错觉而已。

当光线通过水中时,会发生折射的现象。杯底的硬币发出的光线射出水面时,在水和空气的分界上发生折射,如果能用直线画出折射的过程,你会发现光线传播的过程中发生了偏折,这种现象人们就称之为“折射”。你用肉眼看到的物体位置,是进入双眼的两束光线的交点,也就是硬币的虚像。因此,你会误认为光线是从比实物高的某一位置发出来。

光的折射会造成许多光学现象,如水底看起来比实际的浅,鱼缸中的鱼看起来比实际的大,水里的鱼与实际距离不同,筷子伸入水中看上去像弯曲了一样……要解释这些现象,首先要知道看见的并非实际物体,而是物体发出的光经折射后所成的虚像。

光的折射还会造成一些奇怪的景象,最有名的莫过于海市蜃楼。宋代大科学家沈括曾经在《梦溪笔谈》中对海市蜃楼的奇景进行过描述:登州附近的海面云雾缭绕,有时会出现奇特的景观,半空中“漂浮”仙山和宫殿,人们可以清楚地看见城墙,以及城中居住的百姓。这些浮现在海上的仙山和宫殿,其实就是海面上冷空气与高空中暖空气之间的密度不同引起的光的折射导致的。海市蜃楼现象与地理位置、地球物理条件,以及那些地方在特定时间的气象特点都有密切联系。

TIPS 小贴士

❶近视眼镜、远视眼镜都是利用光的折射制成的。

❷由于光的折射原理,渔民们在使用鱼叉捕鱼时,会向鱼的下方瞄准。