「溺水」頻發的一個光學解釋,學好物理知識能救人!

2020-12-03 物理畢業班

物理知識,特別是初中物理知識是與生活聯繫最緊密的。有時候初中物理知識學好了,在關鍵時刻也能救人。

酷熱暑假,下水遊泳幾乎是每個孩子的最喜歡玩的遊戲之一,他們把遊泳當作玩樂,但是,由於不識水性或者不了解水情,貿然下水,很容易發生溺水事故,各地每年發生的這種事故數不勝數!所以說,最好不要隨便下水遊泳,除非是確定無疑的允許遊泳的淺灘。

為什麼孩子們隨隨便便就敢貿然下水呢?

其中一個最大的原因就是,他們被水給欺騙了,在光學原因下形成了誤判!他們以為水很淺,可實際上水卻很深!

今天我們就從物理知識方面來解釋一下這些誤判形成的光學原因!

我們先來看一個物理小實驗:

第一幅圖,碗中的五角硬幣不加水,此時,從邊緣斜著看,只能看到一半硬幣。

第二幅圖,往碗裡倒入半碗水,結果,依然從剛才的角度去看,能看到整個硬幣。會看到硬幣的位置比沒有加水時變淺了。

第三幅圖,繼續往碗裡面加入更多水,水很深了,可是,看起來硬幣比剛才顯得更高了!這就是所謂的「池水變淺」!也就是說,當我們看水中的物體時,物體的位置都會變得更淺,而實際上卻很深!所以,當孩子們去遊泳時,他們極有可能看到河水很淺、但實際上卻很深!

那麼,到底是什麼物理原因呢?

這其實涉及到中學物理光學知識中的「光的折射」!

如上圖所示,由於水底的物體發出的光線經過水與空氣的交界面時能發生折射,而人眼總是以為光是沿著直線傳播的,所以,人眼逆著折射光線看過去,就能發現水底的物體的像在水底物體的正上方!假如看起來水只能到人的脖子,此時下水,肯定能淹沒人的腦袋。如果不會遊泳的話,那就慘了。比如剛才的物理小實驗,加水前碗的側壁擋住了硬幣一半的光線進入我們的眼睛,所以我們只能看到一半硬幣。加水後,硬幣反射的光線在水面發生了折射,光線繞過碗的側壁進入我們的眼睛,所以我們看到了完整的硬幣。也就是說,由於光的折射,水中硬幣看起來變淺了,在碗中的高度變高,所以我們就看到了硬幣。

通過以上知識,我們知道了「池水變淺」的物理原理。不過,有一點還需要強調一下,這種容易讓眼睛受騙的物理現象,其實是一種常見的物理現象,比如海市蜃樓現象、筷子折斷現象、鋼筆錯位現象,這些物理現象的實質都是「光的折射」。

想去水裡遊泳的中學生朋友們,不要隨隨便便輕易下水,更不要在禁止遊泳的地方下水遊玩。你看,如果早用這個物理光學基本知識就能救命啊。

中學生朋友們,物理有用且有趣,為了美好的未來,加油!

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