物理七十二變:開水中游泳的金魚

@第一章 黑暗「終結者」：神奇的光

＃美人復活記

人去世之後，就會永遠地離開這個世界，活著的人思念他們的時候也只能懷念，難道真的沒有起死回生的方法嗎？有，而且早在漢朝這種方法就已經出現了。

西漢的漢武帝開闢了漢朝繁榮昌盛的一個高潮，他一上臺，就加強了對地方和邊境的控制，發展農業和水利，強化對百姓的統治，推崇儒家學說，使得天下充滿了祥和穩定的氣氛。可是，作為這太平盛世的締造者，漢武帝卻並不開心。這是為什麼呢？

原來，他非常喜歡一位女子——李夫人，她長得窈窕俊美，能歌善舞，深得漢武帝的寵愛。李夫人生病的時候，漢武帝曾經親自前去床前問候。但就算是這樣，漢武帝依然沒有挽回李夫人的生命，她最終還是撒手而去。

雖說漢武帝妻妾成群，但是他對對李夫人的思念絲毫沒有減少，經常在深夜看著李夫人的畫像發呆。

有一天，他把少翁叫到面前。這個少翁是個出名的方士。什麼是方士呢？就是我國古代好講神仙方術的人，什麼修煉成仙啊，長生不老啊，能見鬼神啊，總之就是具有各種各樣神祕能量的人，這些人很得統治者的信任。據說少翁活到了兩百歲仍然面如童子，所以得名「少翁」。

漢武帝對他十分信任，認為少翁一定有辦法緩解自己的思念之情。

「朕非常思念李夫人，能否再見她一面？」漢武帝問。

「可以，但是只能在遠處看，不能同在一個帷帳內；只能夜晚見，不能在白天相逢。」

「那怎麼才能見到呢?」

「深海裡有一種潛英石，青色，有暗花，它輕如羽毛，極冷溫暖，極熱時又冰涼。如果能夠取來潛英石，將它製成李夫人的模樣，皇上便能見到李夫人了。」

少翁的一席話，讓武帝心動不已。他立即派人去尋找潛英石，少翁拿到潛英石後，立馬就動工按李夫人的畫像將石頭刻成人形。

入夜，一切準備就緒，少翁讓漢武帝坐在一個帷帳裡觀看。少翁自己則在另一個幃帳中，他面前燈燭齊明，列案擺著美酒肉脯，口中念念有詞。這時，李夫人出現在前面的帳中，武帝頓時心花怒放。不過時間不長，李夫人就徐徐退去，武帝沒能靠近她。李夫人翩翩而來又匆匆離去，這讓漢武帝更添相思之苦，於是悲從中來，做了一首詩：「是也非也，泣而望之，偏何姍姍其來遲？」

其實，與其說少翁是一個方士，不如說他是一個物理學家。他只是利用了光影的關係來讓李夫人起死回生的。在光線的傳播過程中，如果被物體擋住，物體後面就會出現影子。所以，成影要具備三個條件：光源、物體和螢幕。在少翁的影戲中，光源是燈燭，被光照射的物體是李夫人的潛英石刻像，螢幕是帷帳。刻像的影子投射到帷帳上，就顯現出李夫人的大體模樣。移動刻石時，影子也移動，這就好像是李夫人在走動。

如今，這種利用石刻的影子來表演的影戲被稱為「石影戲」，少翁的小花招是我國歷史上最早記載的影戲。除了石影戲，大家還見過哪些影戲呢？

＊【物理碰碰車】

民間的光影戲法——皮影戲

皮影戲，又叫「影子戲」，是一種以獸皮或紙板做成的人物剪影，在燈光照射下用隔亮布進行表演的傀儡戲。表演時，藝人在白色幕布後面一邊操縱戲曲人物，一邊用當地流行的曲調講述故事，配合傳統的打擊樂和絃樂，富有濃厚的鄉土氣息。

皮影藝術起源於陝西、山西和河南等地，四川、福建、廣東、湖南、河北等地區也有分佈。其中陝西的皮影最為出名，其皮影形象繼承了傳統畫像的概括手法，而臉譜、服裝吸取了戲曲的精華。現在，皮影戲已經被錄入「非物質文化遺產」，走向世界指日可待。

＃最喜歡走捷徑的光線

你知道樹蔭下的光斑是怎麼形成的嗎？那其實就是光沿直線傳播的特性引起的。在同種介質中，光是沿直線傳播的。不過，這個結論，幾千年前就被人發現了。

2000多年前的一天，正在樹下乘涼的思想家墨子發現了光斑現象，馬上回家做了實驗。這就是世界上最早的光直線傳播實驗——小孔成像實驗。他在一間黑暗小屋朝陽的牆上開了一個小孔，讓人對著這個小孔站在屋外，此時，屋裡相對應的牆上就會出現一個倒立的人影。由此，墨子得出結論：光穿過小孔時是沿直線進行的。由於人的頭部遮住了上面的光，形成的影子就在下面，而足部遮住了下面，影子就在上面，因此形成了倒立的影子。

這就是影子的來源！光從光源發出來，沿直線前進，忽然，前面有人擋住了路，光照不過去了，於是，在不透光的人後面沒有光照的地方就形成了影子。而影戲，是利用紙剪或雕刻的人、物在白幕後表演，並用光照射，人、物的影像就會映在白幕上了！

這個「小孔成像」的實驗證明了光是一個小懶蟲，最喜歡走捷徑。在同一種介質中只會沿直線傳播，也就是說它會在傳播時，選擇一條最短的路線，即便是那種不能夠直接到達，需要中途經過鏡面反射時，它也會選擇一條用時最短的路線。

＊【物理碰碰車】墨家眼中的「物和影」

墨家利用光的直線傳播特性，解釋了物和影的關係。飛翔著的鳥，影子也彷彿在飛。墨家分析了光、鳥、影的關係之後，認為影子自身並不直接參加運動。墨家指出，鳥影是由於直線行進的光線照在鳥身上被鳥遮住形成的。鳥在飛動中，前一瞬間出現影子的地方，後一瞬間就被光照射消失了；新出現的影子是後一瞬間的光被遮住而形成，已經不是前一瞬間的影子。墨家由此得到了「景不徙」的結論，也就是說影子不直接參加運動。墨家不僅解釋了一種科學現象，而且其中還蘊含著哲學原理。在2000年前，能夠有這種解釋，是相當可貴的。

＃倒立的畫像

古代的時候有這麼一個不靠譜的畫家，別人找他作畫，他不好好畫，經常是過了很久手上還只有一塊畫板。但是主人家聽了他的建議之後又能馬上拿到畫，所以很多人家都對他是無可奈何。什麼畫家這麼厲害，不用畫畫就能收錢呢？下面的故事能告訴你答案。

柯達是世界500強企業，在人們心中具有很高的地位。又是一次招聘會，畢業於北京某名牌大學的何娟前往招聘現場找工作，柯達公司前面人山人海，她好不容易才把簡歷遞過去。

過了幾天，她收到了柯達的面試通知，與其他學生一樣做完一道試題之後，主管就讓他們回去等通知。幾天時間過去了，何娟又收到了柯達公司的通知，她入圍了複試，這一次五人一組去面試，到了最後一道題時，主考官問他們：「你們說說照相機的來歷吧。」其他人都被難住了，此時的何娟胸有成竹地說：「照相機的發明也經歷了一個漫長的階段。」

「2000多年前，我國的韓非子在他的著作裡說到過，有個人請畫匠為他畫像，可是3天以後他看到的只是一塊木板，便勃然大怒。可是，這位畫師胸有成竹地說，‘別急，請你修一座不透光的房子，在房子一側牆上開一個大窗戶，你就可以看到對面牆上你的畫像啦!’畫匠說得有板有眼，這個要求畫像的人也只好將信將疑地照著這樣做了。果然，牆上出現了自己的‘畫像’——當然，這‘畫像’倒立的。」

「這就是物理學上的‘小孔成像’原理，照相機是根據這一原理研製而成的。」

「到了16世紀，義大利畫家根據這一原理發明了一種‘攝影暗箱’，具有照相機的某些特徵。這種‘攝影暗箱’能不能稱為照相機呢?不能，因為它並不能把圖像記錄下來，還要用筆把投影的像描繪下來，這只能叫投影，不叫攝影。」

「接著達孟爾發現一種特別先進的感光材料——碘化銀，用它做成銀板感光片進行感光處理才能較好地顯現出圖像來。至此，世界上第一架有實際意義的照相機問世了。」

「不過，那時候的照相機很笨重，體積大，搬運不方便，而且還沒有發明電燈，照相要選擇晴朗的天氣，要讓照相的人在鏡頭前端端正正地坐上半個小時。為了使自己的姿容永留人間，達官顯宦們還是耐著性子等待。」

「後來蘭德和寶利金髮明瞭‘一次成像’的照相機。拍攝一張照片，只需要短短的幾十秒。現在，科學家又發明了不用膠捲、清晰度高的數碼照相機。」何娟說。

這一段精彩的描述征服了現場的主考官，何娟被錄用為柯達的員工。

從這段故事中，除了能夠找到那投機取巧的畫師，你有沒有發現光學原理與照相機之間的關係呢？說說看。

＊【物理碰碰車】數碼相機之父——塞尚

賽尚1973年碩士畢業之後就加入了柯達公司，成為應用電子研究中心的一位元工程師。1974年，他擔負起發明「手持電子照相機」的重任。次年，第一台原型機在實驗室中誕生，他也因此成為「數碼相機之父」。

@第一章 黑暗「終結者」：神奇的光

＃美人復活記

人去世之後，就會永遠地離開這個世界，活著的人思念他們的時候也只能懷念，難道真的沒有起死回生的方法嗎？有，而且早在漢朝這種方法就已經出現了。

西漢的漢武帝開闢了漢朝繁榮昌盛的一個高潮，他一上臺，就加強了對地方和邊境的控制，發展農業和水利，強化對百姓的統治，推崇儒家學說，使得天下充滿了祥和穩定的氣氛。可是，作為這太平盛世的締造者，漢武帝卻並不開心。這是為什麼呢？

原來，他非常喜歡一位女子——李夫人，她長得窈窕俊美，能歌善舞，深得漢武帝的寵愛。李夫人生病...

【前言】

從你懂事的那一天起，腦子裡一定產生過許多的疑問和好奇。

比如，為什麼蘋果是往地上落，而不是向天上飛呢？

為什麼大海是藍色的，而海裡的浪花卻是白色的呢？

為什麼人進入太空後可以飄來飄去，而不會掉下來呢？

為什麼自行車在馬路上騎得很快，而在沙灘上卻騎不動了呢？

……

其實，這一切都與物理有關，在這些現象中都有故事的伴隨。雖然我們在學校裡可以學到豐富的知識，但課本上的知識還遠遠不能滿足我們對大千世界的好奇。

那麼，要到哪裡去尋找更有趣更豐富的物理知識呢？對於剛剛開始接觸物理的孩子來說，讓他們日夜研讀如板磚一般的《物理史》、《量子力學》等專業書籍是不現實的，讓他們死鑽物理課本中的各種定律、公式是殘忍的，讓他們為了考得好成績而瘋狂參加物理補習班是盲目的。即使孩子不得不服從父母的安排，那結果也難免悲劇，因為這樣得來的知識都是死的、呆板的，孩子也沒法體味到學習的樂趣和享受。

事實上，物理知識就在我們身邊，孩子們應該在認知世界的過程中，認識物理、深入物理，並慢慢地喜歡上物理。

正因如此，這本《趣味物理故事》才有了存在的理由。在這本書中，物理學彷彿脫胎換骨一般，變得十分生動有趣。書中的故事其實就發生在我們每一個人的生活裡，解讀這些日常現象背後的物理祕密，即是這本書的趣味所在。全書致力發掘、表現物理學中的趣味，引導我們認真觀察周圍的世界，發現身邊的物理現象，説明我們在閱讀、思考的過程中，牢固地掌握零碎的物理知識，讓我們得以逐漸培養起探索物理奧祕的興趣和好奇心。

這本書形式多樣，集科學性、知識性、趣味性於一體，滿足我們吸取知識、獲得資訊、增加智慧的願望和要求。例如，我們可以在書中學到：力的作用是相互的，由於地球的體積十分龐大，所以它的引力也十分強大，能將人和一切物體「吸住」，而人卻無法撼動地球；聲音無處不在，我們聽到的所有聲音，比如說話聲、口哨聲、鼓聲、和吉他聲，都是靠振動產生的；把氣球在我們的衣服上蹭一蹭，然後將它向牆上推擠，它就粘在了牆上，這就是電的魔力；磁鐵是一種很神奇的東西，地球也是帶有磁性的，因此我們可以利用較小的、能自由旋轉的磁鐵，比如指南針，來確定方向……

相信讀完這本書之後，大家還會有這樣的感受：原來大千世界中處處離不開物理.而物理也不是一門枯燥的學問。作者希望透過書中這些有趣的故事，讓大家感受到物理世界的富饒與神祕，感受物理學家的激情與沉思，感受大自然中蘊含的智慧，並啟動大家的靈感和哲思，啟動大家的美感和詩意。

【前言】

從你懂事的那一天起，腦子裡一定產生過許多的疑問和好奇。

比如，為什麼蘋果是往地上落，而不是向天上飛呢？

為什麼大海是藍色的，而海裡的浪花卻是白色的呢？

為什麼人進入太空後可以飄來飄去，而不會掉下來呢？

為什麼自行車在馬路上騎得很快，而在沙灘上卻騎不動了呢？

……

其實，這一切都與物理有關，在這些現象中都有故事的伴隨。雖然我們在學校裡可以學到豐富的知識，但課本上的知識還遠遠不能滿足我們對大千世界的好奇。

那麼，要到哪裡去尋找更有趣更豐富的物理知識呢？對於剛剛開始接觸物理的孩子來說，讓他們...

@第一章 黑暗「終結者」：神奇的光
＃美人復活記
＃最喜歡走捷徑的光線
＃倒立的畫像
＃色彩斑斕的光線家譜
＃增白劑中的光學祕密
＃隱藏在光譜兩端的「隱形光」
＃最亮的光——鐳射
＃用盾牌殺死女妖的珀爾修斯
＃燒毀敵人戰艦的武器：反光鏡
＃萬花筒中的「反射」世界
＃鏡子中的「魔法空間」
＃「被砍下的人頭」會說話
＃光的反射與微觀世界
@第二章 光的朦朧美：光的折射
＃詭異的天邊綠光
＃藏在壺中的寶藏
＃「千里眼」是這樣煉成的
＃鑽石鑒定師的「火眼金睛」
＃魚兒杯中游
＃水能滅火，亦能生火
＃戲弄旅人的沙漠魔鬼
＃拉曼的疑惑
＃太陽為什麼是紅的
＃蝸牛怎麼變成了海底「鬼火」
＃一秒300000000米，光的速度無人能敵
＃遲到的時間——原子鐘實驗
＃超光速是不可能的嗎
@第三章 有些狂人愛「觸」電：關於電的趣聞
＃倫敦表匠的檸檬電鐘
＃橘子也抗日
＃吃食物的「老虎魂魄」
＃「偷」天電的佛蘭克林
＃遭雷劈的倒楣蛋
＃700人的瘋狂電擊實驗
＃引發的大事故的小「兇手」
＃霸王別姬與靜電影印機
＃打開低溫世界的「魔盒」
@第四章 無論如何也甩不開的力：有關磁力的故事
＃隔空吸物——無法阻擋的磁性
＃鐵筆畫出神祕磁場
＃變傻的指南針
＃懸棺中的磁極祕密
＃克敵制勝的磁石神兵
＃打開電磁學大門的奧斯特
＃「會跑」的電磁理論
＃雷電是塊大磁鐵
＃變磁為電的法拉第
＃在空中跑的火車
＃提不起的鐵箱
＃人類的「順風耳」
@第五章 讓人瞬間變骷髏的恐怖射線：生活中的射線
＃讓美女變骷髏的X射線
＃發出微波的竊聽器
＃核電站洩漏為什麼很恐怖
＃逃離「夜明珠」
＃身在輻射中的悲劇
＃輻射在身中的喜劇
@第六章 七十二變的世界：氣體、液體、固體
＃液體的本來面目
＃被封印的水滴
＃飛舞的水滴
＃測量氣溫和氣壓，一件搞定
＃潛伏在體溫計中的祕密
＃煤灰拯救科考船
＃盲人也能分辨顏色
＃煤炭轉行去製冷
@第七章 把世界放進嘴巴裡暖一暖：熱能與溫度的關係
＃暴走的分子們
＃會伸縮的鐵軌
＃埃菲爾鐵塔有多高？
＃不守規矩的水和銻
＃買杯子也要講科學
＃「吹」風車的手掌
＃太陽殺死了北極熊
＃大皮襖帶不來溫暖
＃冰箱能給屋子降溫嗎
＃我不要變熱——保溫瓶的故事
＃開水中游泳的金魚
＃給發燒的地球降降溫

@第一章 黑暗「終結者」：神奇的光
＃美人復活記
＃最喜歡走捷徑的光線
＃倒立的畫像
＃色彩斑斕的光線家譜
＃增白劑中的光學祕密
＃隱藏在光譜兩端的「隱形光」
＃最亮的光——鐳射
＃用盾牌殺死女妖的珀爾修斯
＃燒毀敵人戰艦的武器：反光鏡
＃萬花筒中的「反射」世界
＃鏡子中的「魔法空間」
＃「被砍下的人頭」會說話
＃光的反射與微觀世界
@第二章 光的朦朧美：光的折射
＃詭異的天邊綠光
＃藏在壺中的寶藏
＃「千里眼」是這樣煉成的
＃鑽石鑒定師的「火眼金睛」
＃魚兒杯中游
＃水能滅火，亦能生火
＃戲弄旅人...