【校本教材】高中物理校本教材

擀拗☆会☆☆☆☆☆☆☆会☆☆会☆☆蕾资☆☆☆☆☆☆☆

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言

☆铐

禽

禽

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☆物理组摘录汇编

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目录1

课堂百科4

第一章力学4

一、1声波4

2奇妙的超声波5

3课后作业5

(1)习题

(2)做一做：声音不见了

4新知拓展：次声“杀人”之谜6

二、浮力

1做一做：制作浮沉子8

2鸟儿击落飞机9

第二章热学

制作简单温度计11

第三章电学14

小发明平台：------------动手小制作

1演示实验制作----------平行通电导线间的相互作用14

2忙碌的电话线

3火灾报警器15

4做个开水报警器

5电子小制作一一最简音乐门铃17

6电子小制作----伪币检验器17

7电子小制作一一乐声开关18

8把音乐生日卡改门铃19

9多路智力竞赛抢答器19

10联系实际、研究性学习-----家庭节电小常识20

第四章磁学

1磁体新知宝库--------------磁本质22

2制作小磁针动手做磁体23

3自制指南针23

4制作磁铁

第五章光学26

1颜色26

2海市蜃楼是如何形成的28

3课外作业

小制作：自制透镜30

水杯透镜31

水滴透镜31

冰透镜32

生活的物理

1大雁飞翔33

2五颜六色哪里来36

3巧用鸡蛋做实验37

4剥鸡蛋有决窍39

5多孔的冻豆腐40

6微波烹调的基本原理41

物理前沿

1核聚变一一人类未来能源的希望44

2相对论初步47

第一章力学

福国目测

一、声波

声音航天员在太空中必须通过无线电进行交谈，因为他们的声音无法在寂寥的太空中传播。声音以声

波的形式进行传播，当声波通过空气时，空气分子便产生振动将声音传播出去。如果没有空气分子，

也就没有东西振动，声音就无法传播。当你呼喊时，你喉咙里的声带便会振动，这种振动经过你的嘴

进入空气，使得空气也跟着振动。你的耳朵感觉到这些振动，你便能听到声音了。

水下交谈

鲸在水下即使相距很远也能彼此联络，因为一头巨鲸发

出的声音可在水下传播百千米.声音在液体和固体比在

空气中传播得更快、更远。这是因为液体和固体中的分

子排列得比较紧密。

声音的音量以分

贝来表示。飞机着陆时发出

的声音可达到很高的分贝。这

位地面调度员戴着护耳器以

保护自己的耳朵不被震聋。

2超声波

这位怀孕的妇女能在她的婴儿出生前就看到她肚子里的宝宝。当

超声波被反射回来时，电脑屏幕上便

显示出胎儿的图象。

3课后作业：(1)习题

1声音靠什么传播，在空气和水中速度一样吗？在固体中可以传

播吗？

2结合教材，分析超声波有哪些特点？

(2)声音找不到了

为什么我们有两只耳朵而

不是一只呢？

1捂住一只耳朵，并试着准确地说出声音

是从哪个方向来的，你将很快知道我们为什

4,4

☆☆☆食

么有两只耳朵。用布遮住朋友的眼睛，然后请你的朋友用手捂住一只耳朵。

2.在安静的房间里转儿圈，两支铅笔尖碰在一起，请你的朋友指出你所在的方向，你的朋

友几乎总是指错。

3.请你的朋友用两只耳朵听，并反复试验。现在你的朋友每次都能准确地指出声音来自何

方？用仅有的一只耳朵，我们不能准确地找到声音的来源。如果我们用两只耳朵听，我们

就可以辨别声音来自何方。

次声“杀人”之谜

知识拓展

1890年，一艘名叫“马尔波罗号”

帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了。20年后,

人们在火地岛海岸边发现了它。奇怪的是：船上的开都原封未

动。完好如初。船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些死己多年的船员，也都“各

在其位”，保持着当年在岗时的“姿势”；1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时,

一场风暴过后，全船海员莫明其妙地死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口廊里，3名旅游者

齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸.....

上述惨案，引起了科学家们的普遍关注，其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期

的研究。就以本文开头的那桩惨案来说，船员们是怎么死的？是死于天火或是雷击的吗？

不是，因为船上没有丝毫燃烧的痕迹；是死于海盗的刀下的吗？不！遇难者遗骸上看到死

前打斗的迹象；是死于饥饿干渴的吗？也不是！船上当时时贮存着足够的食物和淡火。至

于前面提到的第二桩和第三桩惨案，是自杀还是他杀？死因何在？凶手是谁？检验的结果

是：在所有遇难者身上，都没有找到任何伤痕，也不存在中毒迹象。

显然，谋杀或者自杀之说已不成立。那么，是以及病一类心脑血管疾病的突然发作致死的

吗？法医的解剖报告表明，死者生前个个都很健壮！案情的确蹊跷、迷离而莫测！经过反

复调查，终于弄清了制造上述惨案的“凶手”，是一种为人们所不很了解的次声的声波。

次声波是一种每秒钟振动数很少，人耳听不到的声波。次声的声波频率很低，一般均在20

兆赫以下，波长却很长，传播距离也很远。它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。

例如，频率低于1赫的次声波，可以传到几千以至上万公里以外的地方。I960年，南美洲

的智利发生大地震，地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落！1961年，苏联在北

极圈内进行了一次核爆炸，产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失！

次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢

筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声穿透人体时，不

仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、肝功能失调、

四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤。次声波对心脏影响

最为严重，最终可导致死亡.

为什么次声波能致人于死呢？原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似

（0.01~20赫），倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内

脏的“共振”，从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。特别

是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时;更易引起人体内脏的共振,

使人体内脏受损而丧命。前面开头提到的发生在马六甲海峡的那桩惨案，就是因为这艘货

☆

船在驶近该海峡时，恰遇上海上起了风暴。风暴与海浪摩擦，产生了次声波。次声波使人

的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。次声虽然无形，但它

却时刻在产生并威胁着人类的安全。在自然界，例如太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气

压突变：在工厂，机械的撞击、摩擦；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生

次声波。由于次声波具有极强的穿透力，因此，国际海难救助组织就在一些远离大陆

的岛上建立起“次声定位站”，监测着海潮的洋面。一旦船只或飞机失事附海，可以迅速

测定方位，进行救助。近年来，一些国家利用次声能够“杀人”这一特性，致力次声武

器一一次声炸弹的研制尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们预言；只要次声炸弹一声爆

炸，瞬息之间，在方圆十几公里的地面上，所有的人都将被杀死，且无一能幸免。次声武

器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板。人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里，

也还是一样地难逃残废的厄运。次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物。但

两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多。

二浮力

应;一;

II制作浮沉子

做一做

/---------\制作材料：1250ml塑料饮料瓶一个，太阳神口服液瓶一个（带盖）、

/'钢针、酒精灯、钳子、装满水的大水槽一个。

制作方法：1、去掉口服液瓶的外金属盖。

2、将钢针在酒精灯上烧红，在口服液橡皮盖中心部位穿一个小孔，多做几次，使孔大一

些。

3、将小瓶放入槽中，装上适量水，盖上盖，让其倒立在水面上，仔细调整瓶中的水量，

直到它接近全部浸没在水中的程度。

4、在饮料瓶中装水至满而未满的程度，再将调整好的小瓶倒扣放入饮料瓶中，盖上盖，

一个浮沉子便做好了。

使用说明：

用手挤压饮料瓶中部，就可看到小瓶逐渐下沉，而一松手，就看到小瓶变为上浮。原理是

饮料瓶中的上部封闭的空气体积减小，压强增大，此增大的压强会在瓶内水中传递，使小

瓶内的压强也相应增大，于是小瓶内被封闭的空气将被压缩，更多的水将进入小瓶，从

而使小瓶的重量增大，由于小瓶所受的浮力不变，小瓶将会下沉。同样道理，当手松开，

使压强减小时，小瓶中被封闭的空气将膨胀，小瓶内会有水被压出去，从而使它的重量

减小而上浮。

鸟儿击落飞机

我们知道，运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞

机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。速度越大，撞击的力量就越

大。

比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机上时，就会产生1500牛

顿的力，要是撞在速度为每小时960千米的飞机上，那就要产生21.6万牛顿的力。如果

是一只L8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力

还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。1962年11月，赫赫有

名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机

从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。

在我国也发生过类似的事情。1991年10月6日，海南海口市乐东机场，海军航空兵的一

架“014号”飞机刚腾空而起，突然，“砰”的一声巨响，机体猛然一颤，飞行员发现左

前三角挡风玻璃完全破碎，令人庆幸的是，飞行员凭着顽强的意志和娴熟的技术终于使飞

机降落在跑道上，追究原因还是一只迎面飞来的小鸟。

瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例，不只发生在鸟与飞机之间，也可以发生在鸡与

汽车之间。

如果一只1.5千克的鸡与速度为每小时54千米的汽车相撞时产生的力有2800

多牛顿。一次，一位汽车司机开车行使在乡间公路上，突然，一只母鸡受惊，猛然在车前

跳起，结果冲破汽车前窗，一头撞进驾驶室，并使司机受了伤，可以说，汽车司机没被母

鸡撞死真算幸运。

第二章热学

制作简单温度计

在一个小玻璃瓶里，装上多半瓶带颜色的水，再配一个合适的软木塞。软木塞

上插进一根一端密闭的细玻璃管。先把细玻璃管密闭的一端加热（加热时离火远点,

防止破裂），然后迅速把软木塞塞进瓶口，让细玻璃管的开口端插入带颜色的水中，

玻璃管中就会出现一个带颜色的水柱。选定几个时间，如早晨、中午、傍晚，观察

这些时刻水柱的高度，并在玻璃管上划出记号。这样，根据水柱高度的变化，就可

以知道每天相应的时间冷热的变化情况。

皿世界上最早研制温度计的，是著名的意大利科学家伽利略。大

约在1599年，伽利略制作了一根玻璃管，管的一端是个空玻璃泡，另一端

开口。他先把空玻璃泡加热，使玻璃管里的空气跑出去一部分，然后把开口

端浸入水中，这时水就会注入玻璃管中，升到一定的高度就停止不动了，形

成一个高于外部水面的水柱。当天气转热的时候,玻璃管里的水柱就会降低,

天气越热，下降的高度也越大；当天气变冷的时候，玻璃管中的水柱就会升

高，天气越冷，上升的高度也越大。也就是说，水柱高度升降的情况，反映

了天气冷热变化的程度。当然，这只是一种很简单粗糙的仪器，还不能说明

天气冷热变化的确切程度。但是，这毕竟是世界上最早的温度计，它开创了

人类测定温度的道路，后来的许多温度计，只不过是这种方法的改进和完善

罢了。为了能了解每天的温度值，可以这样做：

在记录一天里水柱高度变化的记号中，选取最高点和最低点，然后把这

两点之间的距离等分成若干分（比如10等分）。假定我们把最低点规定为0

度，把每一小格定为一度，那么我们就能根据水柱高于0度的小格数来确定

气温的度数了。但是，所有早期的温度计都含有空气，管子上的刻度也是

任意定的，标准很不统一，误差也很大。要制造统一标准的比较精确的温度计，就必须选

取具有一定客观标准的基准，然后来定刻度。我们把依据一定的标准而划分的温度标志叫

做温标，当前常用的有摄氏温标和华氏温标。

华氏温标是德国物理学家华伦海特创立的。华伦海特在研究温度的过程中，发现水的

沸点和大气压有关，因此，他选择一个大气压下水的冰点为32度，水的沸点为212度，

冰点和沸点之间分成180度。由于他最先克服了伽利略式温度计的缺点，于1709年发明

了实用的温度计，为此他被誉为测温术之父。通常华氏温标用字母F表示，如50。F表示

华氏温标50度。

随后，瑞典天文学家摄尔萨斯又创立了摄氏温标。他是以一个大气压下水的冰点为0

度，水的沸点为100度，中间分成100等分，因此也叫百分温标。通常摄氏温标用字母C

表示，如20℃表示20摄氏度。我们国家通用的是摄氏温标。

随着科学技术的不断发展，人们根据实际需要，设计创造了不同用途的温度计。

在我们的日常生活中，常用的温度计是气温计和体温计。这类温度计都是在玻璃管里

注入酒精或水银等液体，用液柱的高度变化来指示温度，因此也叫做液体温度计。

这类温度计制造简单，使用方便。但是，由于注入的液体本身的沸点不高，冰点不很

低，所以，这类温度计无法测量高温和低温。例如，体温计是用来测体温的，人的正常体

温一般是37℃左右，所以体温计的刻度范围便选取在35℃—42℃之间。它只适合测量体

温，超出这个范围的温度，就无能为力了。

在工业生产和科学研究中，要精确地测量高温或低温，用的是其他类型的温度计，如

电阻温度计、温差电偶温度计、光学高温计、蒸汽压温度计等等。

第三章电学

实验一平行通电导线间的相互作用

每当讲到电流和电流之间也会通过磁场发生相互作用这部分内

容时，总觉得缺乏相应的演示实验，往往只能利用挂图讲解，因而

不能给学生一种直观的印象.如果能自制一个平行通电导线演示器

进行演示，这个问题就会迎刃而解.下面介绍平行通电导线演示器

的结构及制作.

忙碌的电话线

s.

打电话时，你的声音被转变为激光信号，然后沿着非常细的纤

维玻璃管一一光导纤维传递至对方。这样的一根光导纤维中,

能同时传递15万人的通话声音。

课外作业

火灾报警器

取一只废旧起辉器,拆下铝壳,剪区电容,轻轻砸掉双金属片外的玻璃泡，使双金属片仍留

在起辉器底座上.用细长铜丝把座与电池，电铃，小电珠串联成电路，如图所示.调节动，静

触头A,B的距离，当用点燃火柴的火焰靠近金属片时,A即膨胀与B接触，电路接通，灯亮

且铃响.使用时，用两根长铜丝把双金属片及其座置于易着火处，而灯与铃及电池装在人

常活动的地方.当易着火处温度升高到接近着火点时，即出现声光报警.

做个“开水报警器”

取一个已经用坏的日光灯启辉器，把外壳拿掉，里面的U形动触片和单根静触片就露出来

了。把U形动触片放在火上加热，不大一会儿，U形动触片就向外侧张开，并且和静触片

相碰。

如果把这两个接触片事先分别接在电源和电铃之间，那么这时候电路就会接通，电铃

就发出声响。

U形金属片受热以后，为什么会向外侧张开呢？原来，它是由两种不同的金属片密合

组成的。金属受热会膨胀，但是由于U形动触片的内层金属片比外层金属片膨胀程度大，

所以它没有固定的一端就向外侧张开。

利用这个去掉外壳的启辉器，我们可以做一个

“开水报警器”，方法是：把这个启辉器装进

一个铜管里，两端的电极用导线引出，接到装

有电铃的电路上，再把铜管插到水壶的嘴上。

当壶中的水烧开以后，大量的热汽从壶嘴喷出,

片相碰，把电路接通，启动电铃，告诉你“水开了”。

上面的实验说明，不同的材料的热胀冷缩程度不同。知道这一点，在生产上是非常有

用的。例如，要用不同的材料制造机器和仪表，在选择材料上，事先必须考虑到这一点，

必须选择热胀冷缩程度差不多的材料来制造。如果选用热胀冷缩程度差别较大的几种材料

来制造，机器就会变形，仪器就会不准确。在日常生活中，也要注意这个问题。例如，把

☆

搪瓷盆直接放在火上去烧，由于里面的铁和外面的玦琅受热后膨胀快慢和多少都不一样,

外面的底琅层就会产生许多裂纹，甚至成片脱掉。因此，搪瓷盆不能放在火上干烧。

电子小制作一一最简音乐门铃

本文介绍的音乐门铃只有三个元件，但声音宏亮、工作可靠，皆因使用的是音乐集成电路

VT66A,它内存一首乐曲，并具有放大功能，其外形象三极管，功耗低、不需外围元件。

图4-15为本门铃电路图。图中扬声器Y用8。的，开关K用常闭型按纽开关；音乐IC

用VT66A,应选S型的。

IC

电子小制作一一伪币检验器亡］

VT66*___丹

现介绍的伪币检验器实际上是一个紫外线发生器，电路见L3%

图。r

「丫K

S4T5

三极管T1与线圈LI及L2等组成反馈式振荡电路。振荡

电压经变压器B升压后，点燃紫外光管，发出紫外光供验币用。

图中三极管T1用3DD5,要加装散热片。变压器B可用E型铁钛氧磁芯（截而积为12X12

毫米）用&0.71毫米漆包线绕30匝及20匝为LI,L2,L3则用&0.31毫米漆包线绕480匝。

紫外光管DG应选用波长为380~420微米，功率为4W

的。电源E用干电池两节（共3V）。接通电源后，调

节电位器（2KQ）,使发光最强即可。

验币时应在周围光线较暗的地方，将纸币放在紫

外光下，大面额真币应有荧光暗记显出，而伪币则没

有；小额真币在紫外光下不反光，而伪币则有白兰色

反光。

电子小制作——乐声开关

每当开关闭合一次，在负载得到电源供应的同时，

响起首乐曲声，这一特性可派上很多用场。

图4一16为乐声开关的电路图。开关K为负载R的开

关，负载R可为电灯、电视机、收录机等等电器。K闭

合后，交流市电除供给负载外，还经0.47U电容降压,

稳压二极管DW稳压输出经二极管整流供给音乐IC,发

出乐曲声。

图中音乐IC用VT66A,要S型的；电感L1为电感量30mH的电感线圈；压电陶瓷片

HTD用直径27nlm的，并应安在助声腔内；稳压二极管DW的稳压值应为3V：二极管D1可

用1N4004；注意0.47u电容必须用耐压在400V以上的，以免损坏元件。

把音乐生日卡改门铃

许多人手中有音乐生日卡或音乐贺年片，用它

们很容易改制音乐门铃，其效果与市售成品一样，

改制的中心是增加一个音频放大电路，提高音量，

以符合作门铃的需要。图4-6为改制后的音乐门铃

全电路图。图中虚线左边为原音乐卡中的音乐集成

块。仔细观察可见原集成块有三个引脚，一个接电

源正极（即原音乐卡中纽如电池的外皮），即图中

的“1”脚；一个接电源负极（纽扣电池的心极），

即图中的“2”脚；另一个（图中的“3”脚）接压电陶瓷片。改制时，将音乐集成片由音

乐卡中取下，按图4—6将其接入电路，图中三极管BG可用9013；变压器B为普通半导体

收音机的输出变压器：电源E为3V,可用两节2号电池，约可使用半年。

全机可装在小盒内，小盒兼作喇叭助声箱，开关K可用普通电铃开关，安装在门外。

小；"这台智力竞赛抢答器简单易做，整机的电路成本仅需几元钱，

但其功能与售价数百元的抢答器相比毫不逊色。该智力竞赛抢答器巧妙运用多曲音乐集成

电路制作而成，整机电路如图8所示。图中的各路按键开关SA1〜SA8相应触发一种音乐

曲子，每首曲各不相同，同时每路各有1只发光二极管VD1〜VD8作指示。当SA1〜SA8中

任一只开关首先被按下且不松开，该路的指示灯亮，并奏乐曲，其它各路开关即使再按下

也无济于事。该抢答器最大的特点是体积小，重量轻，采用3V电池供电，可随身携带到

野外开展活动，还可用作父母训练孩子反应力的小玩具。

联系实际、研究性学习一一家庭节

电小常识

照明节电日光灯具有发光效率高、光

线柔和、寿命长、耗电少的特点，一

盏14瓦节能日光灯的亮度相当于75

瓦白炽灯的亮度，所以用日光灯代替

白炽灯可以使耗电量大大降低。在走

廊和卫生间可以安装小功率的日光灯。看电视时，只开1瓦节电日光灯，既节约用电，收

看效果又理想。还要做到人走灯灭，消灭'‘长明灯”。

电视机节电电视机的最亮状态比最暗状态多耗电50飞0%；音量开得越大，耗电量也

越大。所以看电视时，亮度和音量应调在人感觉最佳的状态，不要过亮，音量也不要太大。

这样不仅能节电，而且有助于延长电视机的使用寿命。有些电视机只要插上电源插头，显

像管就预热，耗电量为6~8瓦。所以电视机关上后，应把插头从电源插座上拔下来。

电冰箱节电电冰箱应放置在阴凉通风处，决不能靠近热源，以保证散热片很好地散

热。使用时，尽量减少开门次数和时间。电冰箱内的食物不要塞得太满，食物之间要留有

空隙，以便冷气对流。准备食用的冷冻食物，要提前在冷藏室里慢慢融化，这样可以降低

冷藏室温度，节省电能消耗。

洗衣机节电洗衣机的耗电量取决于电动机的额定功率和使用时间的长短。电动机的

功率是固定的，所以恰当地减少洗涤时间，就能节约用电。洗涤时间的长短，要根据衣物

的种类和脏污程度来决定。一般洗涤丝绸等精细衣物的时间可短些，洗涤棉、麻等粗厚织

物的时间可稍长些。如果用洗衣机漂洗，可以先把衣物上的肥皂水或洗衣粉泡沫拧干，再

进行漂洗，既可以节约用电，也减少了漂清次数，达到节电的目的。

电风扇节电一般扇叶大的电风扇，电功率就大，消耗的电能也多。同一台电风扇的

最快档与最慢档的耗电量相差约40%,在快档上使用1小时的耗电量可在慢档上使用将近

2小时。所以，常用慢速度，可减少电风扇的耗电量。

第四章磁学

磁体

吸铁石就是一种磁体，非常有趣。磁体与磁体之间会产生

一种看不见的力，既可以互相推开又可以互相吸引。地球就是

一块巨大的吸铁石。科学家们认为，当地球旋转时，地球中炽

热的金属会产生电流，并进一步激发地球磁场的形成。地球磁

场的两极称为北地磁极和南极磁极。指南针的指针总是指

向北地磁极。

电与磁

有了电，就可以用来制造电磁铁。电磁铁被用来对废金属进行分类。在一根铁钉上绕上一

些细金属丝，并接上电池，一个电磁体就做好了。这时，铁钉就有了磁性。

什么是磁体

科学家告诉我们，原子活动就像一个个

的“磁体”。在非磁性物质中，这些“小磁

排列方向各不相同。而在一个磁体中，“小磁

则朝着同一方向。当磁体发生碰撞、抛落或被

就会失去磁性，因为这使得原子的排列方向变

乱无章。

课后作业，

课外作业

1划作小磁针

将i根针在一块磁体上沿着

同一方向摩擦50次左右，这根

针就具有了磁性，变成「一

根小磁针。

2自制指南针

现在你就可以自己制作

一个指南针了！用胶带把做

好的小磁针粘在一块软木上,然后让软木漂浮在水中。小磁

针就会和真的磁针一样指向北磁极。

3制作磁铁

将一根针和一个曲别针自制成磁铁。那么怎样找出磁

铁的S极和N极呢？这很容易，可以通过试验来确定。然

后，还可以改变它们的极性。

1.用磁铁的S极与曲别针前端以接触又分开方式接触20

次。

2.用胶带把曲别针固定到软木块上，并让它浮在

水面上。

3.当软木块静止后，用指南针检测曲别针指北的那端。

会

☆

☆

翁4.用磁铁的N极与钢针的针尾端接触，钢针就变成了磁铁。

☆

☆

☆

施

金

☆

☆

☆

.拿着钢针，以针尾端接近曲别针前端，则曲别针前端就扭转过来对着针尾了。

☆5

☆

☆

☆

6.再用磁铁的N极接触针尖。

☆

☆

☆

施

炎

☆

<7

7.再用针尾端接近曲别针前端，则曲别针掉转头离

开针尾。

课外阅读磁铁的生产

磁铁是由钢制造的。将熔化的钢水倒入模具中，然后将其放入强磁场中冷却。随着金

属的冷却变硬，它就变成了磁铁。

-5&

★★■

第五章光学

人当芸阵

我是学士渊博

的烟斗爷爷，我将带领你们走进知识的世界，聪明的孩子,跟我来吧!

颜色想像一下，如果你一觉醒来到了一个没有颜色的世界，会是一番什么情景。那

时将再也看不到美丽的图画和彩虹，再也穿不上色彩鲜艳的鞋子和衣服。晚上当你把灯关

掉后，周围一切鲜艳的色彩也随之消失了。这是因为没有了光，你便看不到任何一样东西

的颜色。白色光可以分解为彩虹的七种色光一一红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。当这七种

色光重新合在一起时，它们又变成了白色光。

彩色视维

在显微镜下，眼睛背面的内部看上去就是这个样子，你的两眼后面有许多视维细胞,

它们把你看到的颜色传递给你的大脑。

如果你的眼睛里缺少某种类型的视维细胞，你便可能分辨不清一些颜色。一个患

色盲的人，便可能看不出这一色盲测试中的数字。

红色我们能看到东西，是

因为它们能把光反射回

来。太阳光实际上包含了

彩虹的七种颜色。当光照

射到这双鞋时，只有红色

光被反射到你的眼睛里，

而其他颜色的光统统被吸

收。

警戒色

颜色常被用作警戒。这只蛾是有毒的，它鲜艳的翅膀便

警告觅食的鸟，不要去碰它。我

们也用颜色提醒自己小心，红色

交通灯告诉我们停下来，而绿色

交通灯则表示可以安全通行。

美味佳肴

这两盘菜肴你更喜欢哪一盘？其

实，两盘菜肴的味道是一样的，但是在你吃之前，其中一盘的颜色已经使你没有了胃口。

颜色可以改变你对事物的感觉，尤其是你的食欲。

在阳光充足的夏日，你可能需要戴上太阳眼镜，因为强烈的阳光会灼伤你的眼睛。记

住：千万不要直视太阳！太阳光不仅令人炫目，它向前传播的速度也快得惊人。在一秒钟

内，光可以跑到30万千米。当一束笔直的光线穿过凸透镜和凹透镜时，他们会改变方向。

这叫折射。

生命之光

植物总是朝着有光的地方生长，就像这株植物一样，他们拐弯抹角地

生长才能得到阳光！光对生命来说是非常重要的。植物的生长需要光，

而我们则以植物和吃植物的动物为生。

大爆炸光传播的速度比声音

快。当烟花在高空中爆炸时，你先看到亮光然后才

听到爆炸的声音。这是因为光到达你眼睛比声音传

到你耳朵快。

彩虹

雨滴的作用就像一个小三棱镜。当阳光透

过雨滴时，阳光里的各种色光便分开，形成

一条彩虹。

海市蜃楼是如何形成的？

在沙漠中，迷路的人缺水缺粮，忽然看见了绿洲,但走近了

却发现原来只是海市蜃楼的幻像，空欢喜一场，这就是海市蜃楼，是大自然跟我们玩的魔

法。它的成因是光线在空气中被折射，再加上全内反射的结果。

如果要明白海市蜃楼的成因，首先要明白为甚么光线在空气中会被折射。原来，不同

温度的空气有不同的折射率，就好像许多不同的介质一样。靠近地面的空气较热，折射率

较低。我们可以把空气想像为许多层的介质，而每一层的折射率都不同，越接近地面，折

射率越低。因此光线在空气中行走时，路线便如图一所示。

另一方面，我们也要知道甚么是全内反射。如果光线微微倾斜地从玻璃射进空气，一部分

的光线会被反射回去，另一部分就会被折射，从玻璃中走出来。由于玻璃的折射率较空气

高，所以折射角总是大于入射角

（图二）。当入射角越来越大，被折

射的光线便会越来贴近空气与玻璃

的界面，直至入射角大于临界角度,

光线便只会被反射，而不会折射出

去。这个现像叫做全内反射（图

三）。

脂：座鳖部铲擢前花帮折时

图四显示海市蜃楼发生时，光线所走的路径。假设有个绿洲，它在A点发出的光线

被空气折射，走一条弯弯的路径。在B点，光线发

生全内发射，使光线往上走。之后，光线再次被空气

折射，最后光线会进入站在C点那观测者的眼睛，

使他形成错觉，误以为绿洲很接近他呢！很久以前，

人类便发现了全内反射，更把这个现象加以应用，例

如光纤、单镜反光照相机和双筒望远镜都应用了全内

反射的原理。

露前忽躲监野空气中‘媾

课外作业：

小制作：自制透镜

水杯透镜

盛满了清水的玻璃杯，就是一个透镜。玻璃杯的侧面使水形成一个弯曲的表面，这很

象一个中间厚、边缘薄的凸透镜（实际上是圆柱形透镜）。水杯透镜可以象放大镜一样把

东西放大。现在就让我们通过水杯透镜来观察一页书。把书页紧贴在水杯的侧壁上，透过

水杯，就会发现书上的字被放大了。

水滴透镜

在桌子上放两支铅笔，它们之间的距离约为四厘米。在两支铅笔下面铺上一张人民币

做我们观察的对象。把一块无色透明的塑料薄膜盖在铅笔上。用一支干净的毛笔沾一些水,

小心地把一个水滴滴在塑料薄膜上

水

法俄i>c滴

的

直

空气

径

约

为

四

到

图四:海市蜃楼发生时,光线所走五

的路径。毫

图三：当入射角i大于临界角度c时，便;米

生全内反射。

）。它就是一个放大镜。

透过水滴可以看到钞票上的一些细小的图案都被放得很大，这说明水滴是一个放大倍

数很高的透镜。

水滴的直径越小，凸度就越大。你可以在透明的塑料薄膜上，分别滴上几个直径不一

样的水滴，来看看放大倍数和透镜的凸度的关系。不过，利用大小不同的水滴观察物体的

时候，还要注意分别调节水滴和桌面的距离。水滴越小，离桌面越要近一些。

既然透镜的凸度越大，放大倍数也越大，那么，为了提高放大倍数，是不是可以任

意增加凸度呢？不行！你如果细心地观察一下，就会发现，凸度很大的水滴，虽然放大倍

数大，但是存在着三个缺点：第一，观察到的像大大走了样。第二，凸度越大，“透镜”

就越要靠近被观察的东西，实际上不容易做得到。第三，凸度越大，能看清楚的范围就越

小，被观察的物体，只有中间一小块能够看得很清楚，旁边的都很模糊。

冰透镜在隆冬季节，你也可以试着做一个冰透镜，不过，冰透镜没有水透镜那么透明，效

果要差一些•在制作冰透镜的时候，要选择均匀透明的冰块。透镜的直径要尽量做得大一

些，因为直径大，所以透镜就不能做得太凸。

有了自制的凸透镜，我们就可以研究凸透镜的光学性质了。能把光线会聚起来是

凸透镜的重要特性，所以凸透镜又叫做会聚透镜。你自己试试看。

盛水的球形玻璃瓶能取火，很早以前就有人知道了。如果在向阳的窗台上，放一个盛

水的透明花瓶，它的球形部分所集中的阳光可能灼坏窗帘或家具。郊游的时候，有人把空

瓶抛在森林里，球形的酒瓶充满雨水后，同样能会聚阳光，使周围的东西燃烧起来。一些

森林火灾就是这样引起的。

你也许不知道，冰透镜曾经拯救了一支南极探险队哩！这支探险队由于丢失了火种，

面临着寒冷、饥饿和死亡的威胁。一个聪明的队员用冰块琢磨成一块凸透镜，把阳光聚焦,

点燃了引火物，重新得到了火种。

用冰制造透镜，最早的记载是在我国。一千六百多年前，晋代学者张华在《博物志》

中写道：“削冰命圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这里冰就是指的冰透镜，艾就

是指引火物一一艾绒。

］大雁飞翔

生活的物理下面有四幅小图，表

示一只大雁在飞翔。用一

张辛透明

☆

的纸把这四幅小图描下来，然后贴在一张硬纸片上。按照图中的虚线把纸片折成左图中的

样子，并用浆糊粘好，再在中间粘上一个细木棍。用两只手搓动木棍，使它旋转起来，你

就可以看到大雁在展翅飞翔。

这是因为人的眼睛有一个有捶的特性，就是能够把它看到的东西在视网膜上保留一会。比

如你对着灯看一眼后，马上闭上眼睛，灯的象还能在视网膜上保留一会，这叫做视觉暂留

现象。

在日常生活中，许多现象和视觉暂留有关，例如：我们使用的日光灯每秒钟要熄灭一

百次，可是由于人眼有视觉暂留的特性，在一般情况下，我们察觉不到灯光的闪动。又如,

在京剧《大闹天宫》里，当孙悟空迅速挥舞金箍棒的时候，金箍棒看上去就象是围绕着演

员的一团金光，非常好看，这也是视觉暂留造成的。

正是由于视觉暂留现象，才使我们看到活动电影。电影银幕上，每秒钟更换二十四张

画面。由于人的眼睛有视觉暂留的特性，一个画面的印象还没有消失，下一个稍微有一点

差别的画面又出现在银幕上，连续不断的印象衔接起来，就组成了活动电影。

电视广播也利用了人眼的视觉暂留特性，不过，它构成图象的方法和电影不同。为了

弄清电视的成像方法，我们再来做一个实验。

做这个实验需要一架幻灯机。把一张画有人像的幻

灯片装入幻灯机内；再在离幻灯机二米处放一张椅子，

在椅背上贴一张白纸。调整幻灯机的镜头，直到在白纸

上看到一个清晰的影像为止。然后拿开椅子和臼纸。这

时候你虽然看不到那个影像了，但在这个空间位置上仍

然存在着幻灯片的实像。再取一个类似长尺子一样的扁

平木片，在原来放白纸的地方，迅速地上下挥动。这时

候，你又能看到幻灯片上的图象。

这是怎么回事呢？面积窄小的尺子，只能映出幻灯

片图象的一部分，可是由于尺子是上下移动的，尺子到

哪里，那里就映出了图象。这一部分图象在你眼中还没

有来得及消失，迅速移动的尺子又把图象的下一部分送

入你的眼中。正是你的眼睛把画面的各个部分连接起来,

形成一幅完整的图象。

电视图象也是这样接连显示的。电子束象灵巧的画

I笔一样，在显象管的屏幕上一行行地扫过，连续不断地

I把图象的各部分送入你的眼中。电子束在一秒内就可以

画出二十五幅图画，由于视觉暂留现象，人们就看到了一幅完整的活动的画面。

2五颜六色哪里来

我们知道，在大自然中有五颜六色的各种各样的物质，这些颜色是从哪里来的呢？

我们知道，太阳光是由七种单色光组成的，每种单色光都具有不同的波长，按它们波

长的顺序，依次分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

当太阳光照射到物体上时，物体中的原子就会根据频率条件，有选择地吸收具有某些

能量的光子，而不符合频率条件的那些光子，就被物体里的原子“弹”了回去，物体的颜

色就是它“弹”回去的色光，这是大部分物质颜色的成因。就拿红花为什么是红的来说吧,

红花之所以是红的，是因为这种花把一阳光中的红色光“弹”了回去，把剩余的光都吸收

了。

当太阳光照到透明物体上时，一部分光会透过它，透过来的光的颜色就是这种透明物

体的颜色。比如，黄色滤色镜只让黄色光透过去，把其他颜色的光都反射掉了。

但是并不能说，只有太阳光或灯光等光源照射物体，物体才会有颜色。物理学家告诉

我们，物体在加热、燃烧的时候，常常也会发出光来。干柴在燃烧时发光，灯泡里的鸨丝

被电流加热到2800摄氏度左右的时候就会发出白色的光……，这些都是物体直接发出光

的例子。

但是，物体并不是一定要在高温下才开始发光，实际上，物体在任何温度下都在发光,

只不过温度低的物体发出的光是我们眼睛看不见的红外光。当温度升高到500摄氏度的时

候，物体才反射出一部分暗红色的可见光来。

如果温度继续升高，物体反射的各种波长的可见光就丰富起来。温度不同，物体发光

的颜色也不同。物理学家的研究成果表明，物体的温度越高，它所辐射的光波波长就越短。

所以天文学家根据太阳的颜色，就能推算出太阳的表面温度。

尽管科学家对物质为什么具有颜色这个问题，从理论上找到了根据，可是仍然存

在一些解释不清的情况。比如说有的物质根据理论计算应该是红的，可实际上它是黄的。

看来，对物质颜色和稳准狠结构的关系还等待着科学家们继续探讨和研究。

3巧用鸡蛋做实验

1.做测量实验，体验生活

2.学了用天平测物体的质量后，先估计一个鸡蛋的质量，然后用天平进行测量，看

你估计的是否准确。再用天平称出10个鸡蛋的质量，算出每个鸡蛋的平均质量，

与你估计的值进行比较。

2.做惯性实验，有惊无险

在盛半杯水的玻璃杯口上放一张硬纸片，再在纸片上放一个鸡蛋，用手把硬纸片突然弹出

去，鸡蛋会安全地掉进玻璃杯。

3.做惯性实验，判断准确

用生熟鸡蛋各一个，分别放在桌面上，同时以相同的速度旋转，因为熟鸡蛋的蛋黄和蛋清

固定，所以旋转平稳，而生鸡蛋由于惯性，摇晃不定，很快停止转动，由此可准确判断生

鸡蛋熟鸡蛋。

4.做压强实验，直观明了

用手捏鸡蛋，由于鸡蛋表面各处受力均匀，受到的压强较小，鸡蛋难以捏破，可是如果我

们用同一只手捏两个鸡蛋，由于鸡蛋与鸡蛋之间接触面积小，受到的压强大，很容易把鸡

蛋捏破。

5.做大气压实验，妙趣横生

在瓶口比鸡蛋稍小的广口瓶瓶底铺层沙子，将浸过酒精的棉花点燃后迅速放入瓶中，待会

儿将剥了皮的熟鸡蛋堵住瓶口，过一会儿，由于大气压强的作用，熟鸡蛋会被玻璃瓶吞进

去。

6.做浮力实验，生动有趣

将一个生鸡蛋放入盛有清水的玻璃杯中，可以看到鸡蛋沉入水中。然后逐渐向杯中放入食

盐，并不断搅拌，可以看到鸡蛋悬浮于水中任意位置。继续向杯中放入食盐，直到鸡蛋漂

浮于水中。由此我们可以看到鸡蛋在盐水中的三种状态。

4剥鸡蛋有诀窍

煮鸡蛋是人们爱吃的，尤其是趁热吃味道更美。

细心的人会发现，鸡蛋刚从滚开的水里取出来的时候，如果你急于剥壳吃蛋，就难免

连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题，有一个诀窍，就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉

水中浸一会，然后再剥，蛋壳就容易剥下来。

一般的物质（少数几种例外），都具有热胀冷缩的特性。可是，不同的物质受热或冷

却的时候，伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来，密度小的物质，要比密度大的物质容

易发生伸缩，伸缩的幅度也大，传热快的物质，要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的

蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的，它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大，或变化比

较缓慢均匀的情况下，还显不出什么；一旦温度剧烈变化，蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一

致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里，蛋

壳温度降低，很快收缩，而蛋白仍然是原来

的温度，还没有收缩，这时就有-小农对F部分蛋

白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋