神奇的半杯水

蒙明輝

人們每天都接觸半杯水，不管是質量還是味道都沒有什么稀奇。暫且避開喝進肚子里對人體的作用不談，僅在外觀的物理方面就能表現出許多不同的現象，足以說明它是千奇百怪的半杯水。

一、能改變手指形狀的半杯水

取一個圓形玻璃杯裝半杯水，伸出右手手指，水平放在玻璃杯的外側，讓指尖靠近杯壁，然后慢慢向遠處移動，透過水杯觀察手指的指尖，看到指尖變長了。繼續向遠處移動到某一位置時，指尖突然改變方向，由原來指尖向左變為向右。怎么一下子顛倒過來呢？原因在于半杯水，水杯相當于一個柱面透鏡，與凸透鏡有許多相似的地方，它能成實像，也能成虛像，指尖變長，只不過是虛像而已。當手指向遠處繼續移動時，在大于焦點的位置只能成實像，由于實像是倒立的，手指在經過焦點后就改變了方向，這就是指尖由向左變為向右的原因，這些都是半杯水在作怪。

二、能使玻璃片變重的半杯水

取半杯水放在桌面上，找一塊小玻璃片用細線粘牢，掛在彈簧測力計上，從桌面慢慢往上提，記下測力計的讀數，再把玻璃片慢慢放在半杯水中，使水平玻璃片的下表面與水面接觸，然后向上慢慢提測力計，發現測力計的讀書在增大，有人說這是水的重力作用，錯了，重力方向是豎直向下的，玻璃片在水的上方，它的重力并不影響測力計的讀數。根本原因是分子間的作用力，當分子間的距離很小時，表現為斥力，分子間距離稍大時，表現為引力。向上提玻璃片時，使水分子的距離增大，分子的作用力表現為引力，玻璃片在水分子的引力下難以分開，所以，測力計的讀數會變大。

三、能使水面上升的半杯水

取一根約30 cm長的透明塑料吸管，在距離口10 cm處切一個缺口，在缺口處折成直角，把10 cm長的一端放入半杯水中，然后在水平方向的管口往管內用力吹氣，使氣體在缺口處流出，發現管內水平面上升，到缺口處噴出。因為氣體、液體都是流體，流體有個特征，流速越大的位置壓強越小。當用力往水平管內吹氣時，氣體在缺口處的流動速度增大，它的壓強就減小，管內水面的壓強也跟著減小，而杯中水面的壓強較大，管內外水面就存在壓強差，水就朝著壓強小的地方上升，知道缺口處噴出。另外，杯里的水與豎直管底端是連通的，吸管內水面上升是靠杯里的水面下降來補充的，所以，杯里的水面下降而得到管內的水面上升。

四、能使別的水結冰的半杯水

先把5g左右的水裝入小試管里，試管的橡皮塞中插入一只溫度計，讓水浸到溫度計的玻璃泡。再把預先準備好的礦泉水瓶中的水往燒杯里倒半杯水，把小試管放入燒杯的水中，一會兒就看到試管里的水結成冰，溫度計的示數在0℃，并且還在下降，這說明管里的水由于溫度低而結冰，但是燒杯中的水仍然不變。這就使人感到奇怪了，一般的水是不能使別的水結冰的。這半杯水是酒精和水的混合物，配好后裝入礦泉水瓶，放到電冰箱的冷凍室內，溫度已經降低到-10℃以下，由于酒精的凝固點在標準大氣壓為-117℃，所以，它的混合物的凝固點就比水的凝固點低得多，因此，它能使別的水結冰而自己不結冰。

（作者單位 廣西壯族自治區賀州八步區信都中學）endprint