第二十四节穿越到大宋教物理（1）

    小飞又眉飞色舞的讲起物理来，物理不是我的强项，于是我只好在一旁洗耳恭听。“大家听到过这样一个实验没有？我们的老祖宗很聪明，在汉代就有了很准确的气象观测，这就是著名的刻鱼测雨的实验。”

    “小飞哥哥，我们没有听过。你快点给我们讲讲才是啊。”一帮小孩子迫不及待的说。这些小孩在穷乡僻壤之中，自然孤陋寡闻，不谙世事，所以不知道也是情有可原的，不过我对物理不感冒，平时也不太关注，所以也跟着他们不知所云的摇摇头。小飞耐心的说起来：“这是个奇特的物理实验是这样做出来的，它使用的仪器是用玉石雕刻的鱼。这种鱼为椭圆形、中空，髟耆尾皆具。目的是以鱼的鸣吼来预测天气。在《西京杂记》里有详细记载，有兴趣的同学可以回去查查看。讲的是昆明池刻玉石为鱼，每至雷雨常鸣吼，髟耆尾皆动。汉世祭之祈雨，往往有验。请问各位亲爱的同学们，这是为什么呢？请问你们有什么想法没有，请大胆的说出来。”

    一片沉默之后，一个胖乎乎的小朋友挺身而出，他摇头晃脑的说：“我想吧，那一定是块神奇的石头，玉石是神仙老爷爷留下来的。”另外一个小朋友恍然大悟的说：“不是神仙留下来的，是女娲娘娘补天时候留下的石头，所以才如此灵验呢。”小飞微微一笑：“你们的想象力还蛮丰富的。其实是由于这个实验巧妙地运用了共振效应，不是石鱼的原因。但是那些不知原理的人对石鱼产生敬仰，并顶礼膜拜。我们清楚当有风暴时，强风掠过海面会产生次声波，次声波和风暴怒吼的声波一起向四面八方传播，声波很容易被吞掉，唯有频率很低的次声波在传播过程中能量损失少、传播距离远，比风浪速度快许多倍，它能成为风暴来临的警报。但次声人耳无法分辨。石鱼就是这样一种风暴报警器：它张口，腹空，当次声波不断对它施以周期性外力时，石鱼作受迫振动。若声波的策动力频率与石鱼的固有频率成倍数关系，石鱼产生非线性共振，发出声波。其中，高频部分为可闻声。此时，石鱼髟耆尾该动，其声学效应表现为大声鸣吼。其实，在我们古代的时候，利用共振效应预测天气、地震、兵乱的例子不胜枚举。汉武帝时，未央宫前殿钟无故自鸣，三日三夜不止。诏问太史，待诏王朔，朔言恐有兵气。可见，刻鱼测雨实验有其坚实的理论基础，这些理论是在不断观察、分析中总结出来的。我国汉代就有如此奇妙的实验，这是我们这些炎黄子孙值得骄傲的事情。”

    下面一片欢呼雀跃声，我也在一旁饶有兴趣的看着，真是学好数理化，走偏天下都不怕，现在应该改为古今都不怕。我可深深体会到了，谁叫我理科差呢？现在只好乖乖的听小飞洋洋洒洒，自鸣得意的演说了。

    他又给大家展示了好几个有趣的物理实验，如铜镜透字。这种镜子叫“透光镜”，始于西汉。它与编钟、鱼洗一起，被称为中国古代青铜三宝。小飞当堂展示的时候，这面神奇的镜子不仅能照人容貌，而且当光束射到镜面时，铸在镜子背面的铭文图案，还会“透”过镜子映现在屋壁上，一清二楚。“那么铜镜何以透光呢？”

    看大家目瞪口呆的样子，小飞不失时机的循循善诱的问道。大家茫然对视，小飞微微一笑，得意的说：“这是因为透光镜铸成后，镜面会有肉眼不易觉察的与镜背铭文相对应的微小起伏，这种微小起伏是背的花纹凹凸处凝固收缩，产生铸造应力，加之镜面在研磨时产生压应力，造成弹性形变。当镜面研磨到一定的程度时，这些因素共同作用，使镜面产生与镜背铭文相应的曲率。光束照在镜面，镜的微小起伏经光程放大，便显示出透光效应了。”原来如此，大家若有所思的点点头。

    小飞又拿出一只精美的古代蝴蝶造型的杯子，美轮美奂，不过细细看上去与其他杯子大同小异，没有什么古怪。小飞微微一笑，“现在我们把杯子倒上水，就大不一样了，让我们看看们神奇的杯中显影吧。”

    大家都瞪大了眼睛，果不其然，这杯子增满水后果然大有玄机，只见两只灵动可爱的蝴蝶在水杯中间翩翩起舞，栩栩如生。小飞提出问题：“这是为什么呢？大家要知其然，还要知其所以然才是。”

    可大家还是面面相觑，不知所以。小飞一边拿着杯子，一边细细的讲解起来：“因为杯底中央嵌装一枚凸透镜，在杯脚里以游丝装上彩蝶，只要杯受微小干扰，彩蝶就能舞动。杯中无酒时，彩蝶在凸透镜焦点之外，造成与人眼同侧的实像，人眼视之模糊。斟酒入杯后，这层透明的酒成了一枚凹透镜，凸透镜与凹透镜组合成复合透镜。复合透镜的焦距比凸透镜的焦距大，彩蝶便落在复合透镜焦距之内，造成了放大虚象，位于明视距离处。复合镜起到了放大镜的作用，人眼清楚地看到放大了的蝴蝶。因杯拿在手里总要受点干扰，蝴蝶也就翩翩起舞了。”

    原来如此哟，所以的人都恍然大悟，拍手叫好。真不知道小飞这个家伙从哪里收购到这些珍贵的古董，这项技术早就失传了，这蝴蝶杯杯子可真是无价之宝呀，要是能够带到现代社会，那保证又一个千万富翁横空出世呀，我不由的艳慕的多看了两眼。

    小飞又不慌不忙的取出烧瓶，和纸片等，一边说，一边长袖善舞起来：“现在，我们要用鸡蛋清与明矾粉末和匀涂刷纸上作成铫子，放在火焰上煎茶，大家想一想，这个实验结果到底是怎样的？是水沸而纸不燃还是火直接把纸给燃烧掉了？大家请拭目以待吧。”

    这纸遇火就会燃烧的，可是那水扑扑的沸腾起来，而那张纸却始终安然无恙，真是神奇。看大家一副疑惑不解的样子，小飞又不厌其烦，耐心的解释起来：“火焰温度约600℃，而纸的着火点是183℃，用火烧纸，纸会燃为灰烬。但用纸铫煎茶，情况就不一样。炉火燃烧时，铫子内的水会不断吸热，使纸冷却。水的沸点是100℃。水会在这个温度下变为蒸气，将多余的热带走，所以沸水温度不会超过100℃，这个温度低于纸的着火点，只要铫子里的水不干，纸就不会燃烧。”大家纷纷点点头，呈现出原来如此的表情。

    刚演示完这个有趣的实验，大家大开眼界之后，他又忙不迭的拿出一个精美的喷水鱼洗。这种古代玩器始于汉代，大多类似洗脸盆，盆底刻鱼，盆沿有两耳。小飞轻轻的摩擦那两耳，那盆便喷射出一股股半米多高的美丽的水柱，在从窗扉映射进来的斑驳的眼光下，色彩斑斓的彩虹若隐若现，大家看得真是叹为观止，不过这鱼洗在现代社会好多古玩店都有，倒没有失传，也不那么稀罕，只是我也不知道为什么会这样，现在终于可以一探究竟了。

    小飞振振有词的说：“喷水原理实际上是振动产生的四节线振波引起了水的激荡，振动过程类似于圆钟的空气振动。为了使鱼洗喷水，应使手掌和鱼洗两耳摩擦，作为洗发生振动的激励源。手掌所处的位置可视为振动波节的位置，这样，由于洗的对称性，其振动只能产生偶数节线，而振动的拍击波使洗内的水发生相应的谐振动，于是在洗的振动波腹处，水的振动最为强烈，而在洗的波节处，水不发生振动。”我一直疑惑不解的奥秘终于在小飞的深入浅出的讲解下迎刃而解。

    “听我讲了这么多，估计大家都听累了，那好，我们大家就动动手，做一个小小的实验，活跃活跃课堂气氛吧。这个实验非常简单，现在大家两人一组，一起做实验。”

    小飞一边和我各拿一个竹筒站在屋子两端示范，一边让小朋友们模仿：“我们现在取竹筒两个，空其两端，一面用皮纸封好。两筒纸面相向，取长数丈细线穿过之，两个人各执竹筒站远，一人嘴巴对竹筒，一人耳听竹筒，虽然相去数丈，但说话的人随意说话，对面听的人知晓，而其他人却不知道，大家试一试，看看是不是如此啊？”

    大家一听如此神奇，顿时来了兴趣，一边依葫芦画瓢的实验起来，一边七嘴八舌的兴高采烈的交流起来。

    真是寓教于乐，既传播了知识，又带动了小朋友的积极性，和培养了他们的动手能力，不可否认，小飞真是是一位不可多得的优秀的大宋人民老师。试想一下，如果我当时的物理老师有这样的水准，我的物理成绩也不会拖我那么长的后腿，害得我高考发挥不好，落到今天有家不能回，长期滞留在古代的悲催命运，而且还不知道期限是多久？不知道是不是一辈子的时光？哎，想想就让人不寒而栗，还是不要再想了，否则心灰意冷得上忧郁症，那可就一切完了。还好，任何时候你都不是一座孤岛，这不，不是还有小飞吗？怕什么，千万不要胡思乱想才是，那些疯掉的人，肯定不是做事做疯的，百分之百是东想西想想疯的。所以人类一思考，上帝就发笑。想法这东西还是适可而止的好，否则想来想去成了尼采就惨了，我赶紧把注意力重新转移回来。