生活中易用錯的物理原理

陳曉斌

摘 要：在日常生活中，我們常常將一些生活現象中的物理原理弄錯，或者將他們混淆，例如，門上的貓眼是凹透鏡嗎？加濕器是先將水汽化再液化嗎？為防止汽車擋風玻璃上起水霧，是開熱風還是開冷風吹擋風玻璃？微波爐與電磁爐的原理相同嗎？你知道無葉風扇的原理嗎？等等，在本文中將針對這些問題一一闡述.

關鍵詞：生活現象；物理原理；易錯

在日常生活中，有些家用電器、設備的物理原理常常會將它們混淆或弄錯，這些東西有的是新興事物，有的卻是由來已久，你知道它們的物理原理嗎？

問題一：門上的貓眼是凹透鏡嗎？

圖1是一個貓眼的實物圖片，從圖1中可以看出它實際上是一個透鏡組，是由多個凸透鏡和凹透鏡組合起來的.

原理：當人從室內向室外看時，如圖2所示，物鏡L1的焦距極短，它將室外的人或物AB成一縮得很小的正立虛像A′B′，此像正好落在目鏡L2的左邊焦點之內，L2起著放大鏡的作用，最后得到一個較為放大的正立虛像A″B″，此像恰又成在人眼的明視距離附近，對于門外的情況，就看得清楚了.

那么，同樣通過此門鏡，為什么從門外向里看時，卻什么也見不著呢？如圖3所示，L1變成了目鏡，L2則成了物鏡，室內的景物AB，通過會聚透鏡L2后的折射光束本應生成倒立的實像A′B′，但在尚未成像之前就落到發散透鏡L1上，由于L1的焦距極短，最后得到的正立虛像A″B″距目鏡L1很近，只有2～3cm，又由于門鏡的孔徑很小，室外的人不得不貼近目鏡L1察看，這樣，人眼與像A″B″之間的距離，也只不過2～3cm，這個距離遠小于正常人眼的近點，因此，對于室外人，室內的一切當然也就“視而不見”了.（近點是人眼能夠看清楚物體的最小距離，一般在10cm至40cm之間.）

問題二：加濕器是先將水汽化再液化嗎？

加濕器是一種增加房間濕度的家用電器，目前家用加濕器主要分為超聲波型加濕器、直接蒸發型加濕器和熱蒸發型加濕器三類：

超聲波加濕器采用超聲波高頻震蕩，將水霧化為1-5微米的超微粒子，通過風動裝置，將水霧擴散到空氣中，使空氣濕潤，目前家用的小加濕器多為此類（醫院里給病人做口腔霧化的設備原理就是這一種）.

直接蒸發型加濕器也通常被稱為純凈型加濕器，是通過分子篩蒸發技術，除去水中的鈣鎂離子，徹底解決“白粉”問題，通過水幕洗滌空氣，再經風動裝置將濕潤潔凈的空氣送到室內，從而提高環境濕度，此類為大型加濕器.

熱蒸發型加濕器也叫電加熱式加濕器，其工作原理是將水在加熱體中加熱到100度，產生水蒸氣，再用電機將蒸氣送出，形成水霧，此類加濕器現在很少使用.

問題三：為防止汽車擋風玻璃上起水霧，是開熱風還是開冷風吹擋風玻璃？

首先來看看車窗起霧原因：

原因一：在空氣濕度一定的情況下，車窗溫度低于露點溫度時（例如冬季），就會在車窗表面形成結露，這就是經常看到的前風擋起霧現象.

原因二：在車窗兩側出現一定的溫差，溫度低的表面水分的飽和蒸氣壓低于周圍環境的蒸氣壓時（例如雨季），水蒸氣就向玻璃表面聚集，并以微小的水珠形式滲析出來而形成霧氣.

有了原因再來看看避免車窗起霧的方法：

方法一：噴涂防霧劑等預防法.將少許除霧劑（洗潔精，肥皂水都可）噴于汽車玻璃窗內側，擦拭干凈，這樣在玻璃上形成了一薄層透明的保護膜，它可以有效地防止水氣在玻璃上凝結而形成的霧層，特別適用于寒冷的冬天.

方法二：空調制冷法.當夏天特別是多人進入車內以后，一段時間，人呼出的氣體就使車內濕度較大，很快玻璃就會結霧了.這時可打開空調向前風擋吹冷風，使車內空氣濕度降低，稍許即可除去前風擋上的霧汽.

方法三：空調暖風法.冬季利用暖風往玻璃上吹熱風，快速把前玻璃溫度提高，使車內的水蒸氣遇到熱玻璃后不容易液化形成水霧.

問題四：微波爐與電磁爐的原理相同嗎？

微波爐工作時，發射的微波在爐腔內壁來回發射，使微波來回穿過食物，致使微波大量被食物吸收，又因為食物分子的振動頻率與微波比較接近，引起食物中的分子共振、摩擦，使微波能直接轉化為食物中的熱能，并且食物內外一起加熱.

由于微波射到金屬物質的表面上時，會發生反射而不能透過，不僅無法加熱食物，而且還有可能損壞磁控管.因此，在微波爐內不宜使用金屬容器，而應該使用玻璃、陶瓷、耐高溫塑料等非金屬材料制作的器皿.

電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的.電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場，它利用高頻的電流通過環形線圈，從而產生無數封閉磁場，當磁場通過導磁（如：鐵質鍋）的底部，既會產生無數小渦流（一種交變電流），使鍋體本生自行高速發熱，達到加熱食品的目的，不銹鋼鍋，搪瓷鍋都可用.

問題五：你知道無葉風扇的原理嗎？

無葉風扇也叫空氣增倍機（如圖4），它無葉片且能產生自然持續的涼風，無葉風扇于2009年10月12日在英國首度推出.

下面看看它的結構（如圖5～10）和原理.

原理：空氣進入底座后，由馬達帶動，再經過底座上方的隱形扇葉向上送風.氣流從底座出來，散布整個出風框的腔體內，集聚到一定程度就會超過腔體外的正常氣壓，于是就形成風.而前端狹窄后端寬厚的腔體會迫使內部氣流向后端更寬闊的空腔運動，不斷相互擠壓的空氣只能從縫隙中泄漏出來，持續運動一段時間后，這種結構能夠漸漸加強送風壓力，使出風口縫隙處的氣流更加快速，形成吹風效果.

參考文獻：

[1]太平洋電腦網.沒有扇葉的風扇！Dyson無葉風扇原理解析.