课堂上听不到的奇妙物理知识/小牛顿科学馆

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1 谁偷了金币 曾一度辉煌的拿破仑在经历1815年滑铁卢战役失 败后，被流放到大西洋南部的圣赫勒拿岛。看管他的 是英国人罗埃，他对拿破仑十分苛刻，只准一个仆人 照料他。 一天，临近中午时分，仆人还没回来做午饭，拿 破仑十分生气。正在这时，一个英国军官来说：“阁 下，你的仆人偷了长官的十枚金币，他被逮捕了。” 拿破仑怒不可遏：“我的仆人绝不会干那种事！ 罗埃他连个仆人都不想给我留！”说罢就气冲冲地去 找罗埃。 罗埃在生气中说了事情的经过。原来，那天上午 ，仆人来找罗埃，要他给拿破仑请医生。当时罗埃正 在清查收缴的金币，便叫秘书把仆人领到东边套间等 候。罗埃告诉拿破仑：“我将金币放进抽屉里锁上， 就去厕所了。三分钟不到就回来了，发现钥匙忘在桌 子上。收好钥匙，我就叫你的仆人过来谈话。他走后 ，我又把抽屉里的金币清点一遍，发现少了十枚。不 是你的仆人偷的，还会有谁呢？” “在我的仆人身上搜到金币没有？” “没有，想必是他藏起来了。” 拿破仑仔细看了看这个长官室，它的东西各有一 个同样的套间，在通往套间的门上，门闩都在长官室 这边，门上都装着毛玻璃。东边的一间，他的仆人刚 才待过；西边的一间，罗埃的秘书正在办公。这两个 套间又各自有门通向外面。拿破仑的手触摸到内门的 毛玻璃时，他发现东间的门上，是毛玻璃的粗糙面在 长官室一边，与秘书那间的毛玻璃方向相反。于是， 拿破仑以不容辩解的口气对秘书说：“金币是你偷了 ！”秘书狡辩起来。不过拿破仑的一席话让秘书低头 认罪。那么，拿破仑说了什么呢？ 拿破仑说：“毛玻璃粗糙的一面，是凸凹不平的 。当光线射上去以后，就会向四面八方反射回来，这 就是漫反射。这样，很少有光线透过玻璃，所以，隔 着毛玻璃很难看清对面的东西。如果将水涂到粗糙面 上，水就会将凸凹不平的地方填平，使漫反射大大减 少，增多透过玻璃的光线，人就能隔着它看到对面的 东西了。东间门上的毛玻璃粗糙面在长官室一边，我 的仆人绝不可能将水涂到粗糙面上。而西间则可以办 到，他可以清楚地看到罗埃把金币放在哪里。就在罗 埃上厕所的当儿，他从西间迅速出门，由屋外面进入 长官室，拿起桌上的钥匙开了抽屉偷走金币，然后再 由屋外回到西间。”这番话让秘书哑口无言，只好交 出金币。 奇怪，这支插在水中的筷子怎么会变成这样呢？ 你知道吗？ 这是光的折射现象导致的。光的折射即光从一种 透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向一般会 发生变化。由此，我们看到插入水中的筷子发生了“ 偏折”。 2 墓石移动之谜 1924年，英国的侦探小说《福尔摩斯探案集》的 作者柯南·道尔在英国北部旅行，一位男爵夫人找到 他，说：“五年前，先夫不幸去世。我为他建造了一 座墓。谁知每年到了冬天，墓石就会移动一些。” “墓石仅仅在冬天移动吗？” “是的。这个地方的冬季特别冷。每年一到冬天 ，我就到法国南部的别墅去。春天再回来，并去先夫 墓地扫墓。这时，总发现墓石有些移动。” 柯南·道尔好奇地请夫人带他去墓地看看。 在一堆略微高起的土丘上，墓地朝南而建。四周 有高高的铁栅栏围住。在沉重的四方形台石上面，有 一个直径80厘米的用大理石做成的石球。为了不使石 球滑落，石台上挖了一个浅浅的坑，把石球正好嵌在 坑里面。正面的十字架差不多快隐没在浅坑里了。 浅坑里积有少量的水，周围长满苔藓。如果石球 的移动是有人开玩笑，用杠杆来移动它，那在墓地和 苔藓上总该留有一些痕迹，可又一点痕迹也没有。单 凭一个人的力气是根本推不动那石球的。 “会不会是地震的缘故？”柯南·道尔问。 “附近的人说最近几年里没发生过地震。我想， 一定是亡夫在显灵。” 柯南·道尔摸了一下浅坑里的积水，沉思了片刻 后说：“夫人，石墓的移动与男爵的灵魂没有任何关 系。”接着，他讲出了一番道理。 那么，你知道柯南·道尔是怎么解释的吗？ 原来，这个地方的冬天特别冷。由于下雨落雪， 使坑里积了水，到夜晚就结成冰。白天，这坑里南面 的冰因受太阳的照射，又融化成水，而北面由于没有 太阳照射，仍结着冰。这样，北面的水结成冰，而南 面的冰又融化成水，沉重的石球便渐渐出现倾斜，从 而非常缓慢地向南移动。其正面的十字架，必然也会 渐渐地被隐埋起来。这就是男爵的墓石之所以移动的 原因。 知识链接 在力学系统里，平衡是指惯性参照系内，物体受 到几个力的作用，仍保持静止状态，或匀速直线运动 状态，也叫作物体处于平衡状态，简称物体的“平衡 ”。因稳定的不同，物体的平衡分为稳定平衡、随遇 平衡、不稳定平衡三种情况。 P2-5