- 趣味物理實驗(原名《趣味物理思考題》)
- (俄)別萊利曼著 余杰編譯
- 2588字
- 2021-10-29 17:58:12
1.要學會用大腦思考

哥哥今天也不知道怎么了,整個人都很興奮,哥哥說晚上他會和我做些關于電的實驗。
我聽到實驗這個詞也是很興奮的:“實驗?有什么新的實驗?不如我們現在就開始做吧!”我對哥哥說到的事情充滿了期待,因為每一次哥哥做實驗我都會學到很多知識。怪我說話太快了,哥哥對我說:“你要學會等待,對做任何的事情都要有一些耐心。”
“我已經說了我會在晚上給你做實驗啊,你就耐心地等著晚上的到來吧。我現在需要為實驗做些準備,比如一些機器什么的。”
“還要準備機器,你要準備什么機器?”
“當然是與電有關的機器啊。因為我們這次做的實驗是與電有關的。”
“你要做什么我這兒有啊,我可以給你弄來,你就趕快做實驗吧。”
“還是我自己去找吧,我怕你會把實驗搞砸的。”哥哥很不經意地說道,“你只會給我添麻煩,總是什么也找不到,最后還會把東西弄得很亂。”他說完后,還是決定自己去找了。
“你確定你可以找到機器嗎?”
“當然可以了,你不用急,晚上你就可以看到了啊。”
哥哥走出門了,但是他把裝有機器的包忘在了前廳里的小桌上。我很好奇他的包里面是什么東西,因為就我一個人和哥哥的包在一起,而對于我來說包里面的東西又是那么的神秘。我被包里面的東西深深地吸引了。心里面不停地想到底是什么,無論我做什么都不能轉移我的注意力。
哥哥可真奇怪,他居然可以把發電機放在皮包里,因為我想象中它絕對不會那么平。我繼續著我的好奇,向皮包的里面探索,我看到有一個東西好像包在了報紙里面。這是什么呢?我打開了報紙,原來包里面一本接著一本的除了書還是書,其余的東西就什么都沒有了。原來我被哥哥騙了。
過了一會兒,哥哥空手回來了。他看到了我的表情,就知道是怎么回事了。
“你不會是偷偷看了我的皮包吧?”他笑著問道。
“你不是說有什么設備嗎?我怎么沒有見著呢?”
“這怎么會呢,就在包里面啊?”
“你騙人,包里面什么都沒有,就只有書。”
“你仔細一點兒看就可以看得出來了,要不你再看看啊?”
“我用什么才能看得出來呢?眼睛?”
“你需要邊看邊思考,既要用上你的眼睛還要用上你的大腦,你需要理解你看到的一切。因為只有這樣看了你才可以明白這一切。”
“好吧,哥哥你就別繞來繞去的了,你趕緊教教我吧。”
“仔細看著啊,讓我來教教你只用眼睛看和用整個頭腦看事情的區別之處。”
哥哥從口袋里面掏出了一支鉛筆,然后他就在紙上畫了一個圖形(圖62)。
“你看到圖上的線了嗎?我們用圖中的雙線表示軌道,單線表示公路。你告訴我,我們畫的軌道,哪一條軌道更加長一些呢?你認為是1到2的距離更加長一些呢,還是1到3的距離更加長一些呢?”

圖62
“在我看來,我還是認為1到3的軌道要更長一些。”
“如果剛才你是用眼睛看見的,那么這一次我們用我們的大腦好好仔細地思考一下,到底是哪一條軌道要更加長一些。”
“可是我不知道要怎么去思考啊。這個太難了,我真的理解不了。”
“我讓你好好地用大腦思考一下。那么就請你仔細地思考并想象一下。這回你從1的位置引出一條直線,這條線必須遵守一個規則,那就是要和底部的2至3公路垂直。”哥哥說完后在圖上畫了條虛線,“現在你來好好地想一想,我畫的這條線是怎么把這條公路劃分的?劃分成了哪些部分呢?”
“是平分的吧。”
“你猜對了,這條虛線上的所有點到點2和點3的距離是一樣遠的。那現在你看看點1,它到點2和點3哪個更近一些呢?”
“通過你給的指引,我現在明白了,它到點2和點3的距離是一樣的,而并不是右邊的距離比左邊的長。”
“現在你知道用眼睛看和用大腦思考的區別了吧。”
“現在我終于知道了,原來好多事情是用眼看不出來的。但是我還有一個疑問,哥哥,你說的機器在哪兒呢?”
“什么?哦,你是說那個發電的機器啊。它在包里啊,你沒有看到嗎?它就在原來的地方,你需要用大腦思考,不能光用眼睛看。”
哥哥說完后,就順手從包里面拿出了一包書,小心地拆開,把一張大報紙空出來,隨后將報紙遞給了我,說:“這就是我們的發電機。”
我很不理解。
“你仔細地想一想,這真的就只有報紙,沒有別的了?”哥哥接著說,“如果你用眼睛看,我認為你是對的。但是用頭腦看的話,就能夠看到報紙里面有物理儀器。”
“物理儀器?做實驗的?”
“對。現在你把報紙抓在手里,覺得很輕是吧?你可以用很輕的力氣就能夠將它拿起來。但是,同樣的一張紙,卻可以變得很重很重。你還記得那根畫圖尺子嗎?現在你把它遞給我。”
“這個尺子已經沒有什么用了,已經破了。”
“這樣就更好了,因為即使把尺子弄斷了也不會傷心了。如果現在你用手往下面壓著尺子,那么你就會很容易把它壓彎了。但如果我用報紙把另外的一面遮住,現在你再試一試,你覺得會怎樣?”
哥哥非常認真地用手將報紙撫平,攤在桌子上,然后把尺子塞進了報紙下面(圖63)。

圖63
“現在你按照我說的去做。你看,我用報紙蓋住了尺子的一部分,現在你快速地、用力地打擊尺子的另外一部分。”
“這不行,我這么做,報紙立刻就會飛走,尺子也會被我折斷。”
“用力。”哥哥說。
一開始,我確實有些擔心。但結果卻出乎了我的意料,尺子斷了,而報紙仍舊完整。“你看,原來報紙比你想的要重得多了吧?”
“這是電的實驗嗎?”
哥哥說:“這是實驗,但并不是電的。我們要做的電的實驗還沒有開始呢。我想要告訴你的是,這張報紙確實可以用來做物理實驗的儀器。”
“我有一個疑問。報紙的重量很輕,但是為什么尺子受了那么大的力后,報紙卻沒事?現在我可以輕松地把報紙拿起來。”
“其實實驗有一個關鍵點。那就是當空氣將一個很大的壓力施加在了報紙上。如果精確計算一下,每一立方厘米的報紙相當于受到1千克重物的壓力。當你打擊尺子的一端時,尺子的另一端就會從下擠壓報紙,此時的報紙應該被掀起。當然,這是最常見的一種情況。整個實驗分兩種情況,如果慢速打擊尺子,那么報紙上面的氣壓和下面的氣壓會平衡,尺子會折斷并且報紙也會飛出去。但如果你打擊得夠快,那么空氣就來不及滲透到報紙的下面,所以這個時候即使報紙中間已經朝上掀的時候,它的四周還是貼著桌子的。所以我才讓你用大力、快速地打尺子。”
“我可以用具體的數字來幫你分析:假設報紙的面積是16平方厘米,那么它上面受到的空氣壓力就相當于16千克的重物。這張報紙的面積明顯更大,就是說,舉起報紙需要更大的力,大概為50千克重物的力。這個重量尺子承受不了,所以就斷了。”
“那么你現在開始相信,借助重量輕的報紙也可以做實驗了吧?好了,準備下一個實驗吧。天快黑了。”