爸爸的物理课（一）水杯中的笔左偏还是右偏
热度 10 已有 421 次阅读 2019-8-31 18:33 系统分类:成长记录
物理的学习，要从生活现象着手发现问题，然后从书本最基本的原理开始，探究推导其中的数学过程，然后给出合理解释。至于书上的原理，其实可以进一步探究下去，物理原理的追究其实是无止境的。初中高中大学学的都是“热力声光电”，只是探究的深度不同而已，与之相伴的就是实验技术和数学知识逐级加大难度。
爸爸的物理课，做做简单实验，画画粗略草图，推导简单数学，加深物理理解。
垂直插入水中的笔，与水上部分相比是偏左还是偏右，还是不偏，这是《物理竞赛教程》中一道题目。很好的题目，可以简单实验。当当先想。我提醒他以前用温度计测水温时，发现水中温度计偏了，朝哪个方向呢？他不记得了。看他在猜答案，我立马意识到可以好好讲讲这里的原理。
本来暑假的实验器材都打包收好了，还是取出来吧，继续用。取出烧杯，放上水，插入笔，移动笔看现象：左偏，不偏，右偏。那为什么偏了呢？当当解释是因为烧杯是圆的，相当于凸透镜的原因。
我在白板上画了原理图。用折射的原理就解释了。而且提醒他，不管烧杯是否圆，都能发现偏。
我继续提醒他观察笔变粗了。这才是圆杯造成的。继续划图，解释凸透镜方法原理。有水的圆烧杯就可看作一个凸透镜。
解释中涉及一个问题，为什么经过光心的光线不折射？这个是不合理的。我也不知道了，就到网上查了一下，解释如下：
“照射向光心的光线入射与出射是平行的，认为没有发生变化，实际是发生了微小的变化。入射与出射光线所有的透镜表面是平行的，相当于照射到了平行玻璃砖，光线仍然平行出去。光线平行出去，没有发生明显偏折。
“另外，初中物理研究的都是薄透镜，越薄，光线传播时，偏折的角度就越小，所以，认为是不变的。”
讲解中，提到透镜曲面的法线，先作曲面点的切线（切平面），再作切线的垂线就是法线。这个由于学过初三圆的切线，所以比较好理解了。
