中國古代趣味物理實驗2

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


4 空中飛蝶

張岱在《夜航船》中指出:“竹內(nèi)膜純陰,將酥涂其上,見太陽即飛,名飛蝴蝶。”這是一個什么實驗?筆者不敢肯定。從字面上看,它好像是一個實驗裝置經(jīng)過改進的“雞子舉飛”:從竹筒中取一張竹膜,將其收擾成球狀,在接口處內(nèi)側(cè)涂上適量酥油,使竹膜像一個吹足空氣的氣球。然后把竹膜放在太陽下加熱,竹膜球內(nèi)部空氣受熱膨脹,當(dāng)球內(nèi)空氣壓力較大時,空氣從酥油粘合處沖開一個缺口,這樣氣體對竹膜球產(chǎn)生反作用力,使竹膜球飛向空中。

與“雞子舉飛”(蘇軾《物類相感志》:“雞子開小竅,去黃白了,入露水,又以油紙糊了,日中曬之,可以開起,離地三四尺。”)實驗比較,竹膜球的體積可以做得很大但重量極輕,這會使實驗更易成功。另一方面,因竹膜重量輕,將其加工成蝴蝶或其他形狀,也不至使竹膜不能起飛,但卻會使實驗變得更有趣。實驗的設(shè)計思想,的確令人佩服。

5 銅蟾滴水

“古銅蟾蜍,章申公研滴也。每注水滿中,置蜍研仄,不假人力而蜍口出泡,泡殞則滴水入研,已而復(fù)吐,腹空而止。”

意思是:章申公有一個銅制研滴,形如蟾蜍,顯得非常古樸。將它放在研側(cè),注入水,不用借助人工操作,蟾蜍口中就能吐出水泡,泡滅水滴落入研盤,過一會又吐水泡,如此反復(fù),直到蜍腹中的水吐完。

這是一個利用毛細管引水入研的有趣實驗。我們清楚,水能潤濕銅,將銅管插入水中,管中液柱的高度,與液體表面張力系數(shù)、毛細管內(nèi)徑以及液體與固體的接觸角有關(guān)。當(dāng)液體與固體材料確定后,毛細管內(nèi)徑越細,管內(nèi)液柱越高。因此,用毛細管能達到引水目的。有趣的是,上述實驗中毛細管可能就設(shè)在人眼無法看見的研滴壁中,毛細管內(nèi)壁較粗糙,水從蜍腹底部潤濕至向研盤方向傾斜的蜍口側(cè)而慢慢形成水滴,當(dāng)水滴重力大于水的表面張力時,水滴入研盤中。

6 紙銚煎茶

張岱在《夜航船》中指出:“雞子白調(diào)白礬末刷紙,作銚子煎茶,沸而不燒其紙。”雞子白即雞蛋清,白礬即明礬。用雞蛋清與明礬粉末和勻涂刷紙上作成銚子,放在火焰上煎茶,水沸而紙不燃。

我們清楚,普通煤爐的火焰溫度約600℃,而紙的著火點是183℃,用煤爐燒紙,紙會燃為灰燼。但用紙銚煎茶,情況就不一樣了。爐火燃燒時,銚子內(nèi)的水會不斷吸熱,使紙冷卻。由于水的沸點是100℃。水會在這個溫度下變?yōu)檎魵鈱⒍嘤嗟臒釒ё撸苑兴疁囟炔粫^100℃,這個溫度低于紙的著火點,只要銚子里的水不干,同時注意銚子水面以上不接觸火焰,紙就不會燃燒。

為了防止紙銚水面以上部分被火焰燃燒和紙銚滲水現(xiàn)象發(fā)生,同時也為了增加紙銚能夠承受水的壓力,在紙銚上涂上雞蛋清與明礬混合物,實驗就容易獲得成功。

初中物理課本中的“紙鍋燒水”實驗,可能就是從“紙銚煎荼”演變過來的,而“紙鍋燒水”更具有說服力和驚險性。


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