科学小实验



编者的话


  少年儿童的问题最多,好奇心最强,你承认吗?尽管有些问题你嘴里没 说,但心里肯定曾问过想过。比如种子为什么能发芽?星星为什么会眨眼? 照相机为什么能照像?潜艇为什么能潜浮?电池为什么会有电?等等。
  我们生活的世界丰富多彩,事物的现象千姿百态。要想弄明白这些问题, 只靠读书还不够,最好再自己动手做一些实验。通过做实验不仅能加深对科 学知识的认识,培养动脑动手能力,也许还能启发出新的发明发现!
  为了帮助读者做实验,通过实验增长知识,明白许许多多的道理,本书 精选了 100 多个科学小实验,包括生物、化学、光学、热学、力学、电磁学 等方面的知识内容。实验设计得简单易做、丰富有趣,是一本手脑并用的理 想教材。通过做这些实验,能打开你思维的天窗,带领你在奥妙的知识海洋 中畅游。

编者

科 学 小 实 验

生物小实验

检验种子是否有生命


  检验种子是否有生命,方法很多,利用种子萌发的方法当然可以。但是, 最简捷的方法是,看它是否在进行呼吸。检验种子呼吸的方法有几种,这里 介绍一种。
  找一个大玻璃瓶,里面装些干燥的大豆、玉米或小麦种子,约占三分之 一容积。种子的上面再放一个开口的小玻璃瓶,小瓶里装点烧碱(氢氧化纳) 溶液。用软木塞或橡胶皮塞塞住大瓶口,在塞上打一个孔,装上一根弯曲的 玻璃管或透明的塑料管。在瓶塞与瓶口之间、玻璃管与塞孔口接触处都抹上 凡士林,以免漏气。把管的另一端插入水杯里,在水里滴上几滴红墨水,使 水变红。装好后不要动它。过几天后,就会看到红色水沿着玻璃管不断上升, 这是什么道理?
  我们知道,种子的呼吸是吸收空气中的氧气,呼出二氧化碳。瓶内种子 吸收了瓶内空气中的氧气,放出了二氧化碳。但是,它放出的二氧化碳被小 瓶内的碱溶液吸收了。因此,整个大瓶里空气的密度变小,压力降低了。这 样,大瓶内的气压比外界的气压小,水杯里的水就沿着玻璃管上升了。这就 说明瓶内的种子有生命。
干燥的种子,呼吸是非常微弱的,一般情况下,生命力较持久。潮湿的
种子呼吸较旺盛,容易失去生命力。另外,温度对种子的寿命也有直接影响, 温度高,种子寿命短;温度低,种子寿命长。不同植物的种子,寿命也各不 相同。例如,垂柳的种子成熟后,只在 12 小时内有发芽能力。也有些植物的 种子寿命是很长的,如我国辽宁普兰店发现的古莲子,估计寿命有 1000 年以 上,在北京植物园内发芽生长了。

(郭 一)

种子萌发的条件


  种子的生命活动没有停止,不过微弱得难以让人觉察。如果种子遇上了 适宜的环境条件,就会慢慢发育成一株幼苗,这个过程就叫做萌发。种子在 什么条件下会萌发呢?
  找来三只杯子,各贴上一小块胶布给它们编号。在三只杯子中各放入 10 颗菜豆种子。1 号杯中不加入水,2 号杯中加入大半杯水,3 号杯中加入的水 不使菜豆全部淹没,这样一直保持到实验结束。
  结果 3 号杯中的菜豆会顺利发芽。这说明菜豆萌发需要水分、空气和适 宜的温度。
种子发芽是否需要阳光呢?


  找两个盘子,放入一些湿沙,在两个盘中分别拌入数十粒麦子。把一个 盘子放在阳台上,另一个盘子用搪瓷盆或黑盒子罩上,保持麦子湿润直到实 验结束。
  结果你会发现种子萌发和阳光没有多大关系。因为种子萌发所需要的营 养来自种子内部贮藏的养料,不需要进行光合作用,所以它就不需要阳光了。 当然也不全是如此,根据一些种子的特性,它们在黑暗中发芽的情况会差一
些。

(亲雁辉 陆劲松)

向上和向下


  先把四颗刚刚发芽的种子放在一张吸水性较好的纸上,再把它们轻轻地 夹在两块玻璃之间,用细线捆绑好。把夹有发芽种子的玻璃片竖在阳台的水 盆中,使种子得到水分继续发育成幼苗。以后每隔三天把玻璃转一个方向竖 在水盆中。这样转了几次后你就会发现幼苗的根总是向下生长而茎叶总是向 上生长。

这说明植物具有定向运动的特点,这和地球所具有的巨大吸引力有关。

(余雁辉 陆劲松)

不往下长的根



将玉米种子放在湿沙土层上,保持适宜的温度和湿润的条件。待种子长
出 1—2 厘米的根时,选出两株,将它们的根沿水平方向放置,并把其中一株 玉米根的尖端切去。几天后会发现,没有切除根尖的根自动向下弯曲生长, 而切去根尖的根似乎迷失了方向,径直沿水平方向生长。
  植物的根有向地性,就是说它能“感觉”到重力的刺激,所以水平放置 的根会自动向下弯曲。感受和控制根的这种特性的“司令部”在根冠,是根 冠根据重力的方向变化而分泌生长素来控制根的弯曲方向的。因此,根冠一 旦被切除,根就不再向下弯曲了。

(蔡擎元)

向 光


  植物在发育生长过程中受阳光照射的影响会朝着阳光射来的方向生长, 我们称之为“向光性”。


  把牵牛花籽种在小花盆里,等发芽长成幼苗后放在一只鞋盒子里,花盆 紧靠鞋盒的一边。盒内用硬纸做一个隔墙,下方留一点空隙,在另一侧上方 开一个小窗。盖上盒盖,把鞋盒放在阳台上。一个星期后,牵牛花秧会从小 窗中探出头来。
  原来,在植物细胞里有一种对光线非常敏感的生长素,它控制着植物发 育和生长的方向,只要盒内有一点点光线,这种生长素就会发挥作用。

(余雁辉 陆劲松)

叶能蒸发水分的实验


  在一株油菜上剪取 4 片大小相同的叶片,把叶柄的切口处分别涂上凡士 林。再把 4 片叶子分别标上 1、2、3、4 号码,用纸牌标好固定在线上。
  首先把 1 号叶片上下表面都涂上凡士林,把 2 号叶片的上表面涂上凡士 林,把 3 号叶片的下表面涂上凡士林,剩下第 4 号叶片不涂凡士林。最后用 带牌号的线栓住 4 片叶子的叶柄挂在通风的地方。


  结果发现,过 2—3 天后,1 号叶片鲜绿鲜绿的,就好像刚刚从油菜茎上 剪下来一样。2 号叶片,只涂凡士林在叶片上表面,所以叶片枯黄了。3 号叶 片,凡士林只涂在下表面,叶片鲜绿如新。2 号和 3 号两片叶,因为涂的表 面不同,所以就出现了很大的差异。4 号叶片没有涂凡士林,整个叶片已枯 黄萎缩了。1 号与 4 号叶片差异就更大了。
  请你用学过的“植物怎么喝水”的知识,动手做一做,用脑想一想,这 个实验说明了什么科学道理?

(郭扬〕

袋中水滴


  找一株盆栽植物,把盆中土壤浇湿透。用一个大透明塑料袋套住植物, 用细线将袋口扎紧。把花盆搬到阳光下,过不多久,塑料袋内壁便出现了许 小水滴。


  我们可以排除水是从袋口进入袋内的,那么袋内产生水滴的唯一可能就 是植物的叶及枝条。原来,叶子表皮有许多气孔,它们会将植物体内的水分 散发到空中,植物枝条也会蒸发少量水分,我们称它为蒸腾作用。它可以促 使根吸收水分,促进水分和养料向植物体内各部分输送。

(余雁辉 陆劲松)

根吸收水分


  选取一个胡萝卜,并将其洗干净,用刀在上端挖一个 2—3 厘米深的小窟 窿。用水把小窟窿洗干净,并清除掉窟窿里的碎块。在小窟窿中灌入由 1 份 水和 2 份糖混合成的糖水,在糖水中滴入一点墨水,使它染上红色或蓝色。 用穿孔的泡沫块把小窟窿塞紧,孔里插入一根透明的吸管。用刀削掉根的下 端,使水更容易通过根部露出的组织。把根放到盛水的玻璃杯里,半小时后 就可以看到液汁沿着吸管缓缓上升。

这个实验足以证明,根是吸收水分的。

(余雁辉 陆劲松)

以糖引水


  把苹果上端的果皮削去,用刀挖成一个倒圆锥形的洞窝,使圆锥状洞窝 的尖端开口,恰好位于苹果的另一端。按大口朝上小口向下的方向悬放苹果。 注意观察苹果底部开口处,半天也不见有水分流出。


  这时,你若把白砂糖(或食盐等)均匀洒在洞窝里面,马上就会看到锥 面上神奇地出现了水分。水分渐渐汇聚于底,“塞”满开口。约 20 分钟左右, 一颗晶莹透亮的水珠自然滴落下来。此后,水分便不断地渗出、流淌、滴下。 你知道砂糖为何能“引”水吗?苹果洞窝里面有少许水分,将糖洒到上 面,砂糖溶化,形成一层高浓度的溶液。因为苹果细胞液的浓度较低,于是 水分就从低浓度的苹果细胞液里渗透到外面的糖液里,然后汇聚成“水流”。

(陈健忠)

细胞的作用


  拿两只大土豆,把其中一只放在水里煮几分钟。然后把两只土豆的顶部 和底部都削去一片,在顶部中间各挖一个洞,在每个洞里放进一些白糖,然 后把它们直立在有水的盘子里。经过几个小时以后,生土豆的洞里充满了水, 而熟土豆里仍然是白糖颗粒。
  生土豆的细胞是活的,它好像一个孔道,能够使水分子通过。盘里的水 经过土豆壁渗入洞中。而煮过的土豆细胞已被破坏,所以没有渗透功能。
  请你尝尝放生土豆盘子里的水,有甜味吗?没有。为什么生土豆里的糖 水没进到盘子里?秘密在细胞膜上。土豆的细胞膜好像筛子一样,只允许小 于筛子孔的颗粒通过,大于筛子孔的颗粒就过不去了。白糖的分子比较大, 通不过细胞膜,所以,盘里的水就不甜。懂得了这个道理,你再给花草树木 施肥时,千万不要用太浓的肥料水,否则,植物体里的水就会倒流到土壤里, 使植物打蔫甚至枯死。

(艾科)

白花变色


  准备一个干净的玻璃瓶,倒入半瓶红墨水,再剪取有叶和白色花的植物 枝条,插入瓶中,放在阳光下,过半个小时,花瓣和叶脉都会呈现红色。


  取出枝条,用刀片横向切下一段,可以看到截面上出现的一些红色细点, 把茎纵向切开就可以看到一些红色的线,这叫维管束。植物的茎就是通过维 管束来输送水分和养料的。把植物枝条插入红墨水中,由于叶片和花瓣的蒸 腾作用,红色墨水就会自下而上逐渐延伸到叶脉和花瓣中。

(余雁辉 陆劲松)

水培植物


  人们喜欢在冬日里种上一盆水仙,因为水仙不需要人们细心照料,随便 把它的鳞茎放在浅水盆中,没有几日便可长出娇嫩葱绿的叶,生出美丽清香 的花。
  其他一些植物,像洋葱的鳞茎、胡萝卜的球根、慈菇的球茎等也可以进 行水中栽培。
  选择外形美观、大小适中的新鲜洋葱,洗干净之后用两根细木棍或竹丝, 十字状穿过洋葱架在杯口上,再倒入清水,使它的小部分茎能浸在水中,把 杯子移到阳台上。

数天以后,洋葱便可长出长长的根和嫩绿的叶。

(余雁辉 陆劲松)

“生物圈”的实验

1994 年 9 月 26 日,8 名科学家走出了生活两年的“迷你地球”——生物
圈 2 号,这是一次普列斯特列试验的扩大。“生物圈 2 号”被人称为世界上 最大的试管,它座落在亚利桑那沙漠,由玻璃和钢铁制成,约 5 层楼高,里 面有许多动植物。这些植物不仅为在里面工作的人员提供必要的食物,更重 要的是把人类和动物呼出的二氧化碳重新变成氧气。科学家在“试管”里进 行了大量的科学实验,得到了一大批宝贵的数据,虽然,氧气的循环不像预 料的那样好,须两次从外面输入纯氧,不过就这次实验本身来说,已经是人 类的一大奇迹了。
你一定对生物圈的实验有浓厚兴趣。不妨动手做一个“生物圈”的实验。 找一个有严实盖子的玻璃瓶,在底上放一些泥土,从院子里移几棵植物
栽到瓶子里,可以是一些青草,让它们在里面生长。 种好植物后,在泥土上浇上一些水,取一根蜡烛,拴上一根铁丝,以便
能放入瓶内或取出来。把蜡烛点燃,放入瓶内,然后把盖子盖严,不要让空 气进去,蜡烛在里面燃烧了一会就会熄灭,这是由于里面的氧气用完了。
  过 12—24 个小时后,小心地取出蜡烛,立即把盖子盖好,点燃蜡烛后再 放到里面,蜡烛会立即熄灭。这是由于瓶子里面还被二氧化碳所占据,没有 氧气,在你迅速打开瓶盖的时候,二氧化碳比空气重,所以不会一下子跑出 来。


  下面的实验是把盖好的瓶子放在阳光下,使植物生长,十天后,点上蜡 烛再做第一次的实验,你会发现,这次蜡烛燃烧的时间和第一次试验的时间 一样长。这说明了,植物的绿叶吸收二氧化碳放出了氧气。
希望你能设计出更好的密闭生物圈,在里面种上植物养上金鱼,就像一
个小的“生物圈 2 号”。

(沈宁华)

电话机上的仿生学


  现代通讯手段日益发达,电话已开始进入寻常百姓家庭。留心观察电话 听筒与电话机连接的那一段卷曲的电话线,你会惊讶地发现:卷曲部分不是 向着一个方向卷曲,而是中间有一个倒卷点,倒卷点的两侧,电话线的卷曲 方向相反。你知道这里的仿生学知识吗?


我们可以从藤本植物中的攀缘茎身上得到省悟。 种几棵丝瓜。观察丝瓜茎上伸出来的卷须,刚长出来时是直的(图一),
伸长后,一碰到支撑物就缠绕上去(图三),再生长,卷须中间开始卷曲, 并向两边一圈一圈地以相反的方向卷开,把丝瓜茎引近支撑物。中间卷曲点 就是倒卷点(图二)。为什么会这样呢?细想一下,卷须缠绕上支撑物后, 两端完全固定,如果从缠绕的地方一圈一圈地向着相同方向卷曲,卷须就会 扭曲,甚至拉断。有了倒卷点和两侧反方向的卷曲,卷须被牵引的时候,就 朝着和原来卷曲的相反方向松开,这样卷须会受拉均衡而能自然生长(图 四)。
  电话听筒和电话机连接的电话线的卷曲就是应用丝瓜卷须的卷曲原理而 绕制的。
地球上许许多多生物有着其独特的结构和功能,等待着我们去发现、去
研究、去把其生物原理应用于工程技术等方面的改造。电话机线的卷曲仅仅 是一个小小的生物原理在现代通讯手段中的应用。

(汤仲华 谢冬梅)

鱼尾的作用
把菜市上买回的活鲫鱼暂时养几天,可以研究一下鱼是怎样游泳的。 我们先来研究鱼的尾及长在尾上的鳍的作用。
  找来两块长方形夹板或薄木片,把鱼尾夹在中间并用橡筋绑紧,使鱼尾 不能左右摆动,然后把鱼放入水盆里,比较这条鱼和其它鱼的不同之处。
  由于鱼尾不能灵活地摆动,鱼变得停驻不前,也不能随意地改变方向了。 看来鱼尾是鱼前进的“舵”和“桨”。而尾鳍则使它的这种作用更明显。

(余雁辉 陆劲松)

鱼鳍的作用


  除了鱼的尾鳍之外,鱼的其它鳍,包括背鳍、胸鳍、腹鳍和臀鳍,它们 的作用是保持鱼体的平衡,改变运动的方向。
  在这些鳍中间,胸鳍左右各一。你也许已经观察到,在鱼尾不动的情况 下,两侧的胸鳍一下一下地划动,鱼体也会缓缓前进;倘若只摆动左侧的胸 鳍,鱼头会向右侧拐去;如果在游动过程中两侧胸鳍同时竖起的话,鱼就会 慢慢停止前进。


  现在请你逐一剪去鱼各个部位的鳍,你会看到鱼体摇摆不定,甚至倾斜 了。

(余雁辉 陆劲松)

蚕蛾的气味雷达


  找两只羽化的雌蚕蛾来,把其中一只放在玻璃片上,用玻璃杯倒扣住。 另一只雌蛾放在离杯子 400 毫米远的地方。找一只雄蚕蛾来,放在离玻璃杯
100 毫米左右、离另一只雌蛾 500 毫米左右的地方。你会看到,雄蛾虽然离 玻璃杯下的雌蛾近在眼前,却“视而不见”,径直向远处的雌蛾奔去。
  再把外面那只雌蛾拿开,把腹的中部切开,挤压腹部将液汁涂在纸上, 把纸片放回原处,重复刚才的实验,这时雄蛾会毫不犹豫地向纸片爬去。如 果把雄蛾头上的羽状触须剪掉,放回原处,雄蛾就会晕头转向,盲目地乱爬 一气。
  雌蛾能分泌出有特殊气味的性引诱素,雄蛾头上的触须就是专门接收气 味信号的“雷达”,靠这种气味的指示它能找到雌蛾。雌蛾扣在杯中,气味 传不出去,雄蛾就“看”不见它,反而把带气味的纸片误认为是雌蛾了。

(蔡擎元)

鸡蛋冒汗


  请你找一个完好的鸡蛋,将它洗干净。在一端先刺一个小眼,用注射器 将蛋白和蛋黄抽出来,再往蛋壳里注入红墨水。接着用空注射器从小眼往里 打进空气。这时你会发现,蛋壳上有很多一点一点红色的小水珠,好像“冒 汗”似的,有趣极了。
  这是由于蛋壳表面有无数小孔,它是空气进出的门户,称为气孔。鸡蛋 孵化成小鸡时,壳内的小鸡胎儿进行呼吸的空气,就是从气孔中进出的。有 人估计:一个鸡蛋上有 7000 多个小气孔。用注射器注射空气时,较大的压力 就将蛋中的红墨水从各个气孔中挤出来,形成了鸡蛋“冒汗”的现象。



(辰 龙)

        面包霉菌
准备一个玻璃瓶、箔、金属线、水和一片面包。 将面包片挂在金属线上,放进玻璃瓶(如图一)。然后,在瓶内放一些
水,这样可使面包受潮,但不能让水浸及面包片。瓶子口用箔盖好,使瓶子 里面保持潮湿。这样,霉菌将会在面包片上长出。
  将生长出的苔藓放在显微镜或放大镜下观察(图二),注意它们有趣的 形状。


  我们知道:真菌孢子(包括霉菌孢子)存在于空气之中,它们掉在面包 片上,当条件成熟时,就成长为霉菌。长出一层霉菌,大约需要几天时间。


  霉菌有几种颜色,有一种蓝绿色的叫做青霉菌。从这种菌中可提取青霉 素(盘尼西林)。
(吕健)

化学小实验

晴雨花


  做一朵“晴雨花”,可以用来测验天气的变化。用粉红色皱纹纸做一朵 花,把花瓣涂上浓盐水,再把花插在花盆里(如图)。
  如果花的颜色变淡,天气一定是晴天;如果花的颜色变深,天气就是阴 天或雨天。


  这是因为用浓盐水浸泡过的纸花,容易吸收水分。阴天,气压低,空气 中的湿度大,纸花一接触湿度大的空气,就能吸收空气中的水,于是纸花就 显得深暗一些;相反,晴天气压高,吸收不到水分,纸花当然是原来的颜色 了。

(王维国)

            糖的燃烧
糖会燃烧吗?让我们亲自做一做实验。 在铁皮盖上撒一些糖,现在你用火柴去点燃它,不管你试多少次都点不
着。是不是糖不能燃烧呢? 请你在糖上撒一些烟灰再试试,这时糖便会燃烧起来,发出蓝色的火焰,
直到烧完。 燃烧以后,烟灰还是烟灰,既没有增多也没有变少,但它促使了燃烧的
进行,我们叫它催化剂。

(余雁辉 陆劲松)

巧测面粉的新鲜度


  面粉久存后,由于在空气中的氧气、水分、微生物的作用下,会产生酸 败的现象。要判断面粉是否新鲜,用很简单的化学试剂就可以作出结论。
  在 150 毫升的锥形瓶中,加入 40 毫升的蒸馏水,再加入 5 克新鲜的面粉 混和搅拌,使水中不存在任何面团。在配好的面粉液中,再加入 5 滴无色酚 酞试液,此时,锥形瓶的液态物质不变色。配制 0.02%的氢氧化钠溶液,用 滴管向锥形瓶内滴加,边滴边振荡,直到锥形瓶内的物质显浅红色,并且在
1—2 分钟内不再褪色为止。记下消耗掉的氢氧化钠数量。
然后,取 5 克需测定的面粉,加入 40 毫升的蒸馏水调成面粉液,也加入
5 滴酚酞试液,将同样浓度的氢氧化钠溶液滴进面粉液中,直到面粉液变色。 如果消耗的氢氧化钠和第一次标准液消耗的氢氧化钠数量相同,说明面粉是 新鲜的。假如消耗的氢氧化钠是标准液的 2.5 倍以上,说明面粉已经变质了。
在 2.5 倍范围以下,则面粉不是新鲜的,而是陈年的面粉,不过还可食用。 面粉的主要成份是淀粉,久置的淀粉会慢慢地产生些葡萄糖,葡萄糖在 适当的条件下会逐渐分解成各种有机酸,酚酞在酸液中无色,在碱液中呈红
色。变质的面粉中有机酸含量高,它是不能食用的。

(胡一毅)

巧辨糯米和粳米


  取几粒煮熟的糯米粒和粳米粒,分置于两块玻璃片上,从外表形态来辨 认是分不出糯米和硬米的。取一瓶消毒用的医用碘酒,分别在两玻璃片上滴 上一滴碘酒,粳米粒和碘接触呈现出蓝色,糯米粒和碘接触呈现出红棕色。


  糯米和粳米中淀粉含量丰富,那么它们为什么遇碘会变成不同的颜色 呢?原来,粳米中淀粉颗粒是直链淀粉,就如同一根根木条整整齐齐地堆放 在一起一样;而糯米中的淀粉是交链淀粉,就像把树木砍下后杂乱无章地堆 放在一起一样。
  吃糯米食物比较耐饥,就是因为糯米中的淀粉链杂乱无章地混在一起, 不宜被人体消化的缘故。所以,糯米食品不可多吃。

(胡一毅)

维生素 C 的测定


  在玻璃瓶内放少量淀粉,倒入一些开水,并用小棒搅动成为淀粉溶液。 滴入 2—3 滴碘酒,你会发现:乳白色的淀粉液变成了蓝紫色。再找 2—3 片 青菜,摘去菜叶,留下叶柄,榨取出叶柄中的汁液然后慢慢滴入蓝紫色的液 体里。边滴入边搅动,这时,你又会发现:蓝紫色的液体又变成了乳白色(如 图)。


  原来,淀粉遇到碘会变成蓝紫色,这是淀粉的特性。但是,维生素 C 又 能使碘变成无色的液体。当青菜汁滴入含有碘的淀粉溶液时,由于菜汁中的 维生素 C 的作用,使碘变成无色的液体。所以,原先蓝紫色的溶液便变成了 乳白色的淀粉溶液了。

(吴森逸)

吹气变色


  取一些石灰放在玻璃杯里,加入清水,搅拌,等沉淀后把上边那些无色 透明的液体倒入一个杯中。


  请你通过吸管向杯中的无色透明液体吹气,不一会儿,你就会看到液体 变浑浊了。继续往杯中吹气,你又会看到液体变得清澈了(如图)。
  杯中的无色透明液体是石灰水,它遇到你吹出的二氧化碳气体时就会发 生化学反应而形成碳酸钙。由于碳酸钙是极小的颗粒,不可能很快沉淀而会 悬浮在水中,所以我们就看到水变成乳白色了。继续往杯中吹入二氧化碳气 体时,又使碳酸钙和它反应而形成碳酸氢钙,碳酸氢钙可以溶解在水中,所 以杯中的液体又变清了。

(余雁辉 陆劲松)

清水变浑水


  取两只玻璃酒杯,一只盛冷水(自来水或河水),一只盛凉开水。然后, 每杯各加五滴用药棉滤过的肥皂水,搅拌均匀。过一会儿,你会发现,冷水 杯里很浑浊,并有许多白色的沉淀,而凉开水杯里沉淀很少,水也不太浑浊。 水中含有许多矿物质及其它杂质,如钙、镁等。它们就像食盐溶解在水 中一样,不容易被人看到。水中加入肥皂水以后,一些矿物质就与肥皂“纠 缠”在一起,变成不溶于水的白色沉淀。水中矿物质及杂质越多,沉淀就越
多。
  若把水烧成开水,水在煮沸过程中,一部分矿物质及杂质已经从水中跑 出来,变成沉淀形成水垢附在水壶壁上。这样凉开水中的杂质比冷水中少, 所以加入肥皂以后,沉淀也就少了。

(蔡擎元)

汽水中的气体


  热天时,人们喜欢喝汽水。你发现汽水中有很多气泡吗?这是什么气体 呢?它对我们有什么帮助?
  找一块泡沫塑料削成一个瓶塞,中间开一个小孔插入一根橡皮管。一只 广口瓶中放一支点燃的短蜡烛。打开汽水瓶盖,把泡沫塑料塞塞入瓶口,橡 皮管伸入广口瓶,轻轻地摇晃汽水瓶,汽水中冒出的气体通过管子进入广口 瓶,过一会儿,原来燃着的蜡烛灭掉了。再试着把管子伸入澄清的石灰水中, 石灰水会变得浑浊。
  我们可以断定汽水中的气是二氧化碳。汽水喝入胃中,人会不停地打嗝 来释放这些气体,从而带走体内的一部分热量,使人觉得凉快。

(余雁辉 陆劲松)

樟脑丸的沉浮


  在一杯醋中放入几颗樟脑丸,樟脑丸会下沉到杯底,这时往杯中加入少 量的小苏打,樟脑丸会浮起来,但浮到水面后又往下沉,下沉以后又会往上 浮,如此反复,很有意思(如图)。
  为什么樟脑丸会在杯中上下浮沉呢?原来小苏打遇到醋后会发生化学变 化,产生二氧化碳气泡。二氧化碳气泡停在樟脑丸上,就把樟脑丸带上来了, 当气泡中的气体跑到空气中后,樟脑丸就又下沉了。



(余雁辉 陆劲松)

油水混合


  向一个透明的小玻璃瓶中注入半瓶清水,再倒进一些菜油。这时候,油 漂在水面上,界限分明。用手摇晃玻璃瓶,强迫油和水混合,静置一会儿, 油和水又分成上下两层。这时再往小玻璃瓶里加一点洗涤剂(或洗衣粉), 然后充分摇晃瓶子,再观察,就可以看出油和水不再分为两层,而是混合在 一起了。
  这是为什么呢?原来洗涤剂有个特属性质,能把一个个油滴包围起来, 均匀地分散在水中,这种作用叫“乳化作用”。在这种作用下形成的油水混 合液叫“乳油液”。人们喝的牛奶、乳白色的鱼肝油都是乳油液。洗衣粉能 去除衣服上的油污,洗涤剂能清洗油泥,就是因为它们跟油和水的关系都不 错,能把油污从衣服上拉到水中来的原故。

(蔡擎元)

血迹为什么不能用热水洗


  衣服上沾上了血迹,要立即清洗,否则时间久了,血迹斑点将不容易除 尽。而且在清洗血迹时,不能用热水来洗,只能用冷水来洗。这点可以用实 验来加以说明。
  取两块白布,分别滴上几滴新鲜的鸡血。将一块白布浸泡在热水中,另 一块白布浸泡在冷水中。片刻后,取出两块白布,你就会发现浸泡在热水中 的血迹变成了暗红色,而浸泡在冷水中的血迹,依然是鲜红色的,而且颜色 也变浅了。取些肥皂,抹在两块白布的血迹处搓洗,用冷水浸泡过的白布上 的血迹清洗得干干净净。而用热水浸泡过的血迹却无法清洗干净。
  血液中含有血红蛋白,它遇热会发生化学变化。未发生变化前的血迹能 溶于水,而受热变化后,就变得不溶于水了,就像我们平时吃的鸡血,经加 热后,变成了不能溶于水的块状一样,这样自然就不易洗干净。同样的道理, 血迹暴露在空气中时间久了,也会发生类似的化学变化,这就是陈久血迹不 易洗去的道理。

(胡一毅)

用葱汁写密信


  找两根葱,剪去它们的叶,留下葱白,用手挤出葱汁,然后用毛笔蘸葱 汁在一张白纸上写字,过一会儿,葱汁干了,白纸上看不见字迹。要是把这 张白纸放在烛火上烘烤,棕色的字会立即显现出来。
  葱汁能使纸发生化学变化,形成一种类似透明薄膜一样的物质,这种物 质的燃点比纸低,往火上一烘烤,它就烧焦了,所以会显现出棕色的字迹来。 柠檬汁、蒜汁、洋葱汁以及醋等,都有这种特性,所以也能用来写密信。

(吴森逸)

热学小实验

防雾玻璃


  取一片洁净干燥的玻璃片,在中间部位均匀地涂一薄层洗净剂,将涂有 洗净剂的一面朝下,放在盛有开水的暖瓶口上方。过几秒钟后,拿起玻璃片 一看,就会发现,没有涂洗净剂的部位布满小水珠,雾茫茫的;而涂有洗净 剂的部位却没有小水珠,仍然是透明的(如图)。


  水蒸气遇冷会在玻璃片上凝结成许多小水珠,这些小水珠在表面张力的 作用下收缩成半球形或球形,使光线散射,所以看上去雾茫茫的。洗净剂能 降低水的表面张力,使水蒸气不能凝结成小水珠,而紧贴玻璃形成一层均匀 的水膜,所以看上去仍是透明的。
  现在市场上出售的玻璃防雾剂,就是根据这一原理制成的。如果把镜片 涂上这种防雾剂,冬天戴着眼镜去盛汤,镜片上就不会雾茫茫的了。

(蔡擎元)

干湿温度计


  拿两支温度计,用棉花球把其中一支的下端液泡包住,再用水或酒精把 棉花球浸湿,过一会儿,你会看到裹湿棉花的温度计显示的温度比另一支低。 液体会蒸发变成气体,温度降低说明蒸发时从周围吸收了热量,可见蒸 发有致冷的作用。你在皮肤上擦一些酒精,会觉得特别凉,就是因为酒精蒸
发时带走了那个地方的热量。

(余雁辉 陆劲松)

自己会走的杯子


  找一块玻璃板,放在水里浸一下,然后一头放在桌上,另一头用几本书 垫起来(高度 5~6 厘米)。将一只玻璃杯,杯口沾些水,倒扣在玻璃板上(如 图)。这时,手拿点着的蜡烛去熏烧杯子的底部,你就会惊奇地发现:咦! 玻璃杯竟会自己往下走去。这是怎么回事呢?原来,当烛火熏烧杯底的时候, 杯内的空气渐渐受热膨胀,要往外挤。但是,杯口是倒扣着的,又有一层水 将杯口封闭,热空气跑不出来,只能将杯子顶起。在自身重量的作用下,就 自己下滑了。

(吴森逸)

铁圈下蛋


  把一个没吹足气的小气球,放入铁圈,气球会落下来。把这个气球放进 一盆热水中,泡一下后,再放在铁圈上,却掉不下来了(如图)。可是,过 了一会儿,球又掉了下来。


  这个气球由小变大再变小,你知道是什么道理吗?原来是热胀冷缩的原 理。气球里的空气受热后膨胀使球变大,后来空气慢慢变冷,球就又变小了。

(包泉根)

巧化糖块


  找两颗同样的水果糖,两杯冷水。将一颗糖扔入一杯水中,它很快就会 沉底;把另一颗糖用线绳拴住,吊在另一杯水中间,仔细观察,两颗糖哪个 溶化得快?吊在水中间的几分钟就化完了,而沉底的那个才化了一小部分。 有趣的是,在吊糖的那个杯子里,下半杯浑浊的糖水和上半杯透明的清水, 界线竟非常鲜明!
  你还可以改变糖的高度继续做这个实验,你会发现,糖吊得越低,溶化 速度越慢,糖吊得越高,溶化速度就越快。


  糖在水中的溶解,一靠扩散,二靠对流。冷水温度较低,扩散的作用不 明显,所以沉入水底的糖不容易溶化。而吊在水中的糖,由于糖水比清水重, 糖水下沉,清水上升,形成对流,糖的位置越高,水对流的范围越大,糖就 越容易溶化。

(包泉根)

手帕烫不坏


  手帕真的不会被烫坏?如果不放心,你可以找一条旧的手帕来做这个实 验。
  把手帕摊平,放入两枚壹圆硬币后用手攒紧。现在你可以拿燃着的烟头 或卫生香去揿烫手帕包有硬币的部分,时间不能过久(如图)。


  结果手帕没有被烫坏。这是因为金属的导热性相当好,烟头接触到手帕 后,热量很快被硬币分散,使手帕不会被烫坏。如果接触的时间久了,热量 不能得到很好的散发,手帕也会被烫焦甚至烫穿。

(余雁辉 陆劲松)

无齿锯


  找一根细铁丝和一块冰。把冰架起来,用两手拉着铁丝在冰上像拉锯似 地来回锯,看,铁丝从冰块的一端切进去,又从另一端脱出来(如图)!
  原来,铁丝和冰的摩擦在这里起着重要的作用。摩擦产生的热量,使冰 块在被切割的地方融化成水,因而铁丝能在冰块中缓慢地移动。



(艾科)

“水”瞬息结冰


  常言道:“冰冻三尺,非一日之寒”。这话是有一定的科学道理的。可 是,在化学的小天地里,就有办法来打破这个常规,使“水”瞬间结冰。下 面我们做个小实验来加以证明。
  向一支盛满“清水”的大试管中放入一粒砂子般的晶体,一眨眼的工夫, 整个试管里的“水”就结成了晶莹的冰块,倒也倒不出来(如图)。

原来,试管里的水,是事先经过特别处理的水,即用水和十水硫酸纳按
1∶1.5 的比例配好,加热后,使十水硫酸钠完全溶解于水。放入试管里的砂 子般的晶体是硫酸钠。当试管里的“水”冷却后,放入一粒硫酸钠,试管里 的溶液就会以这颗晶粒下沉所经过的路径为中心,向四周迅速结晶,很快全 部凝结成冰状。
  为什么在盛着“清水”的试管内放入晶粒之前,硫酸钠的水溶液总不会 结成“冰”呢?那是硫酸钠分散在溶液里,形成所谓的“过饱和溶液”。过 量的硫酸钠溶液里没有晶种,硫酸钠就像没有根底的浮萍一样,只能到处漂 浮,而不会成晶体析出。(注:十水硫酸钠和硫酸钠化工商店有售)

(郭飞)

蛋白不熟蛋黄熟


  取一只小烧杯,在杯中装三分之二杯水,水中放入一个鸡蛋。在水中插 入温度计,用小火慢慢加热调节火焰,使温度控制在 70—75℃之间,加热约
5 分钟左右。从烧杯中取出鸡蛋,敲破蛋壳,把鸡蛋倒入一个碗中,就会看 到蛋白仍然是液体,蛋黄已经凝固(注意:温度不能超过 75℃,否则实验会 失败)(如图)。
  各种物质的凝固点都不相同,蛋白和蛋黄的成分不相同,所以他们有各 自的凝固温度,蛋黄的凝固温度低于 75℃,蛋白的高于 75℃。

(韩中民)

烧不开的水


  将一只盛水的小烧杯放在盛水的大烧杯中。然后用酒精灯加热大杯里的 水,过一会,大杯里的水烧开沸腾了。但奇怪的是,小杯里的水并不沸腾, 无论加热多长时间都烧不开。用温度计量一下,大小杯里的水温相同。


  沸腾是液体的一种汽化现象。液体汽化的时候,要吸收热量。大杯子放 在火源上,里面的水可以不断得到热量,不断沸腾。而小杯放在水中,只能 从水中得到热量,即大杯中水的温度升高,小杯中水的温度也升高。当大杯 中水温升高到 100℃时,小杯中水温也升到 100℃,但大杯中水温升高到 100
℃时就沸腾了,它得到的热量都用来汽化了,水温不再升高,这样以来,大 小杯之间不再发生热交换,小杯里的水不能再从大杯里吸收热量,就不会沸 腾。

(蔡擎元)

黑体的本领


  把一个表面光亮的金属盒,放在蜡烛焰上熏黑一部分。然后装上热水(最 好是刚开的水),放在桌面上。再将预先校准的两支温度计(看看它们在同 样环境下示数是否相同),用细线栓好,挂在金属盒的两侧,各距金属盒 5 毫米左右,但不要和金属盒接触。一支温度计的玻璃泡对着熏黑的面,另一 支温度计的玻璃泡对着未熏黑的面。过 3—5 分钟,观察温度计,你会发现, 对着黑面的那支温度计的示数比另一支的高(如图)。


  人们都知道冬天穿着黑色衣服较暖,黑色物体吸收热的本领最强。这个 实验告诉我们,黑体辐射热的本领也最强。这是自然界一条普遍的规律。

(满英杰)

烟灰是什么?


  用镊子夹住一个大头针,放到烛火中烧一下拿出来,针上马上就盖上了 一层烟灰,变成一个黑色针。再把黑色针直立地放入火中,烧一会儿移出, 这时我们就会看到,针上的烟灰不见了,针又恢复了原状。
  为什么?这说明,乌黑的烟灰是可以燃烧的碳。产生烟灰表明,燃料燃 烧得不充分。

(包泉根)

牛奶冰淇淋


  用牛奶和糖做冰淇淋。把它们调和好以后,放入冰箱里冻 1—2 个小时。 实验的结果会怎样呢?
  也许你满以为会有一盆松软可口的冰淇淋来款待大家,可是摆在面前的 是既不像冰淇淋也不像冰棍的东西,表面是白生生的冰碴,下面的牛奶还没 冻好,一点也不像从街上买来的冰淇淋。
  尝一尝上面的冰碴,什么味道?是淡的。这正是我们实验要得到的结论。 为什么上面的冰碴没有甜味呢?原来,水在结冰的时候,有排除“异己” 的倾向。结冰的时候,水分子把糖和牛奶排挤出去了。真正的冰淇淋在生产 过程中是不断搅拌的,如果你也不断搅拌,同样会做出可口的冰淇淋。当然,
很低的温度也是一个条件。 你没去过南极,但是从这个实验中,你能想出南极冰块的味道吗? 海水在结冰的时候,水里面的盐分也会被排挤,向温度高的地方移动。
海水的温度高于冰山上的温度,所以在冻结时,冰中的盐分会向海水移动。 地球的吸引力也是一个重要的因素,冰块里含的盐在重力的作用下会慢慢地 向下移动。所以,南极的冰是淡的。
淡味冰不是一天形成的,而是经年累月,才能慢慢地把其中的盐排出去。
一般一年的冰融成水后,就可以供人饮用,几年后的冰就几乎不含什么盐分 了。

(沈宁华)

玻璃纸的怪脾气


  取一段长约 12 毫米、宽约 5 毫米的硬纸片,距离一端 15 毫米处扎一枚 大头针,使大头针在针孔内滑动几次,再钉在墙上,另一端剪成尖形,做指 针。
  再在硬纸片尾部垂直贴一条长约 50—60 毫米、宽约 3 毫米的糖果玻璃 纸,使指针水平放置,拉紧玻璃纸,用大头针钉在墙上。
  这时候,对着玻璃纸哈热气,指针就会慢慢地下垂,玻璃纸明显地伸长 了;划根火柴烘烤玻璃纸,指针又开始慢慢地上翘,玻璃纸明显地缩短了。 同样是加热,为什么一会儿伸长,一会儿缩短呢?


  原来玻璃纸有湿涨干缩性。第一次哈热气是潮湿的,第二次用火烘烤是 干燥的,所以出现了两种截然不同的效果。

(包泉根)

混凝蜡


  用牛皮纸卷两个相同的小纸筒(高约 100 毫米、直径约 10 毫米)。在一 个纸筒中倒入融蜡,另一个纸筒中倒入放有木屑的融蜡。等蜡液凝固之后, 剥去纸皮,就得到一根纯蜡棒和一根充满木屑的蜡棒。用这两根蜡棒分别去 吊重物,可以证明,含木屑蜡棒的强度比纯净蜡棒的强度大。


  这是因为木屑本身的强度比蜡大,它在蜡中起了“骨架”的作用。人们 在水泥中加进砂石制成混凝土,不仅节省水泥,而且还能提高强度,道理完 全相同。

(包泉根)

会跳舞的水滴


  冬天守在炉子旁边烤火是一件十分惬意的事,炉子上的水壶吱吱地响 着,一会儿水开了,水滴掉在灼热的炉盘上,便飞快地跳起舞来,水滴一面 旋转着一面跳着,就像是有了生命一样。
  这种有趣的现象只有在炉盘烧的很热,有些发红的时候,才可能看到。 如果炉盘是温热的,一滴水掉在上面就会迅速地蒸发干,消失的毫无踪迹。 如果你是一个爱动脑筋的人就会立即画上一个大问号,为什么水滴在更
热的炉盘上消失得比温热的炉盘上要慢呢?按说炉盘越热,蒸发得越快!


  是不是实验做得有误?你可以反复地进行几次,把同一铁盘烧成不同的 温度,滴上同样温度的水,你总会看到水滴在烧得很热的炉盘上舞蹈,有时 会持续 3—4 分钟。科学家对这种现象也感到十分奇怪,他们用高速摄影机拍 摄下水滴舞蹈时的各种姿态,最后发现了水滴跳舞的秘密。原来,当水滴碰 着灼热的铁板的时候,它的下部分立即汽化,于是在水滴和铁板之间形成了 一层蒸汽层,使水滴不能直接挨着铁板,铁板的热是通过蒸汽传到水滴上, 反倒慢了。通过蒸汽加热,使水滴全部变成水蒸气,要用 3 至 4 分钟的时间, 在这个期间水滴得到水蒸气的保护,因此能在铁板上跳动,而掉在温热的铁 板上的水滴,由于没有蒸汽的保护直接和热铁板接触,反倒蒸发得快,一会 儿就消失了。

(沈宁华)

看见空气的办法


  我们打开一个盒子,看见里面没有什么东西,就说盒子里是空的,我们 把一杯水渴光了,也说杯子是空的,其实,这样说并不准确,盒子里和杯子 里都充满了空气。
有没有办法看到空气呢?


  先说一个简单的方法:将一个玻璃缸或一个水盆里装上水,然后把一个 杯子杯口朝下按在水里,可以看到,只有少量的水能进到水杯里,是什么东 西不让水再进去了呢?是空气!空气占据了杯子里的空间,所以我们“看” 到了空气(图一)。
春天来了,暖暖的太阳照在原野上,照在屋檐上,你看到了什么?


  如果你是一个细心人,你会看到田野上、屋檐上似乎有淡淡的影子,袅 袅(niǎo)地上升,这是什么?这就是热空气的影子,也就是说你看到了空 气的影子。
  晚上,在桌子上放一个点燃的蜡烛,让它们距墙 60 多厘米远,然后把屋 里的灯关掉,站在离墙 1—2 米远的地方,打开一个手电筒,使它的光穿过烛 光照在墙上。在蜡烛阴影的上方有一个淡淡的影子不断地摇动,这就是蜡烛 上方热空气的影子(图二)。
空气是如何脱去了它的“隐身衣”的?
  原来是因为“热”。在热空气和冷空气同时存在的时候,由于热空气和 冷空气的密度不同,所以,光在热空气中和冷空气中的传播速度不同,在热 空气中稍快一点。对于光来说,冷、热空气就是两种不同的透明物质。光线 行走到它们的交界面上,会发生折射,这和光在空气和玻璃的交界面上的折 射类似,玻璃虽然透明,但是在阳光下有影子。
上述的实验中,从手电筒中射出的光,由于一部分光受到烛光上方热空
气的折射,就再也不笔直地前进,而折向其他的方向,射到墙上的光有的地 方多,有的地方少,就会出现一些淡淡的影子。
看见空气的影子有什么用处呢?


  原来,汽车、飞机、火箭、子弹等都在空气里运动(图三),它们搅动 着空气,形成旋涡,这些旋涡会影响它们的运动,但是这些旋涡看不见,如 果能看见这些旋涡,我们就知道如何改进这些运动体的形状,以减少空气的 阻力。而利用上述类似的方法就能看见空气的阴影,科学家也正是这样做的, 他们从这淡淡的影子里看到了许多东西。

(沈宁华)

气垫“大力士”


  找两只上口大、下底小的玻璃杯,叠放在一起。用手稍稍提起上面一只 玻璃杯,对着两只杯子之间的缝隙吹气。这时候,上面一只玻璃杯会跃跃欲 试跳出杯外,提着玻璃杯的那只手,必须用力握着才行。


  如果将一枚曲别针放在两只玻璃杯之间,使它们中间留有缝隙,不用手 提着,猛一吹气,上面一只玻璃杯“突”的一下,真会跳出下面的杯子哩! 这是什么道理?要是在晚会上表演,一定会吸引不少人。表演时注意,别让 跳出的杯子摔在地上,粉身碎骨。
  原来,当你对着两只玻璃杯之间的缝隙吹气时,气一下子放不出来,结 果在玻璃杯之间形成一股压缩空气垫层,也就是气垫。持续吹气,气垫层加 厚,就会把上面一只杯子给垫起来。如果不用手握着,最后势必被垫出杯外。

(艾科)

光学小实验

变 色 水


  在水桶里盛满清水,加入两汤匙牛奶或米汤,搅拌成乳状的液体。用细 线捆住一个小平面镜,浸入水中。用装有新电池的手电筒照射平面镜,观看 平面镜反射回来的光是带色的。不断改变平面镜浸入水中的深度,反射光会 不断改变颜色。当平面镜由浅入深时,光的颜色会发生如下变化:白色—— 黄白色——橙色——红色——暗红色。


  白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种波长不同的色光组成的。其 中波长较短的紫、蓝等色光的穿透能力差,经过液层时,被水分子和悬浮的 小颗粒散射了,无法通过液层;而黄、橙、红色光的波长较长,并且后者比 前者更长,它们的穿透能力也一个比一个强,所以发生上述情况。

(王坤仁)

看花了眼


当我们来到琳琅满目的商店中挑选商品时,常常会说:“都挑花了眼了!” 为什么会看花了眼呢?这里面有一定的科学道理。先让我们做一个极简
单的实验! 取一个红色的物体放在阳光下,目不转睛地注视一两分钟,然后突然抬
起头来,把眼睛转向白色的天花板。这时候,你会看到一片飘浮着的蓝绿色, 它的轮廓和红色物体一样,而且色彩非常鲜艳,这种颜色可以连续存在几秒 钟;如果消失了,只要你眨一下眼睛,它又会再出现。
  如果换一个绿色的物体重做这个实验,在你的眼里就会浮现出一片红 色,它的颜色比任何红绸布的颜色都鲜艳。
这种现象我们称为“看花了眼”!这是为什么呢? 原来,在人眼睛的视网膜上有一些专门负责感知颜色的视神经细胞,叫
锥形细胞。它们分为三类:一类专管接收红色光,一类专管接收绿色光,一 类专管接收蓝色光。当红、绿、蓝三色光按一定的比例同时进入眼睛的时候, 大脑感知的是白色,如果红、绿、蓝按不同的比例射入眼睛的时候,就会产 生各种不同的色感。
彩色电视机上的色彩就是由荧屏上相邻的红、绿、蓝小色点混合而成的。
你可以用一个放大镜来观察电视荧屏来证明这件事。当你长时间注视着红色 物体的时候,那些专管接收红光的神经细胞就变得十分疲劳,它们的工作能 力开始降低,对红光的反应减弱。
此时,你再转眼注视白色,白色光可以分为红、绿、蓝,它们射入你的
眼中,但是你眼中的红色接收器不灵了,因而你对白色的感觉是蓝绿色;反 过来,对绿色注视久了,眼睛对白色的感觉就是桃红色,这是由于缺少了绿 色的缘故。

(沈宁华)

      微型太阳灶


把手电筒上的反光镜放在太阳底下就是一个小型太阳 灶。别看它小,用它还能点燃一根火柴呢!只要把反光镜对准太阳,并
让火柴头的位置恰好处在焦点上,一会儿,“吱”的一声,火柴就着了。如 果光线较弱不易起火的话,最好换成黑头火柴。


  凹面镜能把平行光线反射到焦点上,使焦点处火柴头的温度升到燃点以 上,火柴就点燃了。

(包泉根)

峨嵋宝光


  站在距离大衣柜的镜子一米左右远的地方,用尼龙沙巾把自己的头蒙 上,将手电筒举到和头一样高的位置,向镜子照射。当你正对着从镜子中反 射回来的光束看的时候(不要偏离,否则影响效果),就会惊奇地发现,你 的头像四周有几个十分美丽的光环,极像峨嵋山金顶峰上的奇景——峨嵋宝 光。


  光不但具有反射的特点,而且遇到微小的障碍物(实验中尼龙沙巾的丝) 以后,会发生绕射。不同颜色的光,波长不同,在发生绕射时,弯曲程度也 不同,所以会形成彩色的光环,好看极了。

(吴森逸)

硬币升高了


  准备一只空杯,投入一枚硬币。移动杯子,使你的眼睛刚刚看不到硬币。 保持杯子和你的头的位置不变,慢慢向杯中倒水。你居然可以看到硬币了(如 图)!
  这和把一根筷子插入水中,筷子看上去变得向上弯折是同样的道理,都 是由于光线从一种物质(水)进入到另一种物质(空气)时发生了折射,折 射光射入眼里,在我们视觉上感觉是杯底的位置升高了一点,你就看到硬币 了。



(余雁辉陆劲松)

星星为什么会“眨眼”


  晴朗的夜晚,满天繁星,为什么绝大多数星星忽明忽暗,像顽皮儿童的 眼睛那样一眨一眨的呢?
  要弄清这个问题,我们先做个实验。把手电筒的玻璃用黑纸糊上,中间 留豆大的小孔,再把手电筒固定在桌子上,手电斜对着白墙。开亮手电,在 被手电光照射的墙上用笔做个记号。然后将一块玻璃直立在桌上,使它平行 于墙,让手电光穿过玻璃再射到墙上,再做个记号。比较两次光照的位置, 我们会发现,它们并不在同一点。说明光通过玻璃后“拐弯”了。如果我们 用几块玻璃叠合在一起再作实验,就会发现光通过的玻璃越多,弯拐的越大。 因为光经过两种不同物质的时候,要发生“折射”现象,用句通俗的话 来说就是拐弯了。通过一个个的璃璃片,就会被一次次地折射,所以拐得弯
就越大。科学家还发现,光穿过密度不同的同一物质时也会折射。 了解了光折射的知识,再来解释星星为什么会眨眼就容易了。 我们所能看到的星星大约有六千五百多颗,除少数几颗外,都是像太阳
一样发光发热的恒星。这些恒星离地球非常遥远,最近的也有 4.3 光年,大 约合 40 万亿千米。这么远的星星,我们在地面看到它只有很小很小的一点, 它的光只是很细很细的一束。这束光从天际射来,要穿过地球上空一百多千 米厚的大气层。而大气层的空气时时刻刻在流动,各层大气的温度、密度也 各不相同。星光穿过时就会一次又一次地折射,时而会聚,时而分散。我们
看上去,就会觉得有时明亮,有时昏暗,好像在眨眼睛似的。
  有没有不眨眼的星星呢?有,那是行星。它们本身并不发光,靠反射太 阳光才发亮,虽然它们的体积小,但比恒星离地球近得多,看上去就比恒星 大多了。因此,它们照射到地球来的光,就不是一小束,而是许多束。虽然 这些光通过变幻的大气层也会发生折射,但在某一时刻,一些光束射不进我 们的眼睛,另外一些光束却正好射进我们的眼睛。光束间相互弥补,我们就 感觉不出行星有明暗的变化,星星就不会“眨眼”了。

(杨文华)

傻瓜相机的秘密


  用普通相机照像时,要前后调整镜头和底片之间的距离。如果忘了调焦 距、光圈,照出来的照片肯定是模糊不清的。而傻瓜相机在照像的时候,镜 头不必前后移动,只要取好景,按下快门就行,像片总是很清楚。这是什么 原因呢?
  其实,这里面没有什么了不起的秘密,通过以下的观察和实验就可以揭 示。
  我们都知道,照相机利用凸透镜成像的原理。老花镜是一个凸透镜。在 一间光线较暗的屋子里,用老花镜对准射入窗内的一束阳光,镜后面用一张 白纸前后移动去寻找一个最亮的点,这就是透镜的焦点。如果是 100 度的花 镜,焦点距花镜的距离就是 1 米。记住焦点的位置,将白纸从焦点的位置向 后移动,你能我到一个清晰的倒立的像。这就是照像的原理,白纸相当于照 相机中的底片。
  把白纸固定,在窗外找两个不同的目标,一个近一些,一个远一些。你 会发现,必须移动花镜,在纸上才能形成清晰的物像,这就是在照不同距离 物体的时候必需调整镜头位置的原因。
在调整透镜和白纸距离的时候,你会总结出规律:很远的物体成的像靠
近焦点,当物体由远向近处移动的时候,它的像则从焦点向后移动。精确的 实验告诉我们:当景物位于透镜 2 倍焦距以外,成像的位置一定限制在焦点
和 2 倍焦距之间。所以照像时,景物一定要位于透镜的 2 倍焦点之外,像的
位置就限制在透镜焦点后面一个焦距那么长的范围内。


  如果你有条件换一个凸一点的,也就是焦距小的透镜再做同样的实验。 你会发现,此时在白纸上成像的时候,对于远近不同的景物,透镜来回移动 的距离要小许多。透镜的焦距越短,照像时调整起来就越容易。
由此你能不能想出傻瓜相机不用调焦的原理呢?
傻瓜相机的“核心机密”是镜头的焦距较小,也就是透镜比较凸,焦点
和 2 倍焦点之间的距离很小。这样距镜头一定远的物体无须调整,都可以在 底片上成清晰的像。当然,这只是一个基本原理,傻瓜相机在镜头设计上还 有许多独到之处。用傻瓜相机一般是照不出高质量的像片的,尤其是对很近 的和很远的景物都无能为力,把傻瓜相机的作品进行放大的时候,这个缺点 就会暴露得很明显,所以摄影记者一般不使用傻瓜相机。

(沈宁华)

单眼脸


  对着镜子,鼻梁前放一本书,把左右两眼隔开。盯着镜中的眼睛看,不 一会儿,你就会从镜中看到一张奇怪的脸——单眼脸,脸上只有一只眼睛, 而且长在脸的中间!


  原来,人的双眼能接受两个映像,但到了大脑,两个映像就自然地重叠 起来了。现在,左右两眼的视野一隔开,两眼的视线就平行了,左眼只能看 到左眼的映像,右眼只能看到右眼的映像,重叠在一起,就感觉到只有一只 眼睛。

(包泉根)

眼睛的盲点


  用左手遮住左眼,用右眼注视图中的小鹿,不断改变右眼跟小鹿之间的 距离,大约在二十多厘米处,你看不见图右侧的黑点,过近或过远时黑点又 会再现。


  眼睛能看见东西全靠视网膜的视神经。但视神经的汇集处是看不见东西 的,这一点叫盲点。当你注视小鹿时,在一定距离处黑点的影像正好落在盲 点上,所以使你感到图上的黑点好像不存在了。

(艾科)

针刺火柴


  在一张桌子的角上,用厚书本竖立一根火柴,横卧一根火柴(如图)。 然后,手拿一枚大针,伸直手臂,沿着火柴杆方向,用针去刺火柴头。经过 几次对比试验后,你会发现:针刺竖立的火柴,容易刺中;针刺横卧的火柴, 不容易刺中。转动厚书,使横卧的火柴,指向脸部,就更不容易刺中了。
科学小实验的下一页
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