小狐貍皮皮的物理世界

曹遠強

皮皮給淘淘出了道大難題

這天晚上，彎彎的明晃晃的月亮掛在黑色的天幕上，院子里的地面上結了一層薄薄的霜，高大的樹木留下了長長的黑影。沒有風，一切都靜悄悄的。此時，小狐貍皮皮和小猴子淘淘的聲音顯得格外響亮。

淘淘正在發表他的高論：“在咱們這兒，要說身子靈活，沒有誰能比得上我。上樹、翻跟頭、跳躍，樣樣第一，沒有我爬不上跟去的樹，沒有我上不去的柱子。”說完淘淘做了一個起飛的動作，緊跑幾步，噌噌地攀上了一棵梧桐樹。到離地面七八米高時，他一個翻身，倒掛著向皮皮招了招手：“喂，皮皮，這招怎么樣？你來試試不？”

皮皮看著他得意的樣子很是不爽，心想：我怎么才能治他一下呢？但是表面上還是不動聲色地給淘淘鼓掌叫好。

“好什么好！”一個聲音從樹上傳來，緊接著一只花喜鵲飛了下來，“你爬樹打擾到我休息了。”

淘淘趕緊溜下樹向喜鵲道歉。

皮皮忽然想到了一個主意，對淘淘說：“你說你什么樹都能上，什么柱子都能爬上去，對嗎？”

“嘿嘿，我不是吹牛，確實難不住我。”淘淘說。

皮皮：“那我給你指定一根柱子，你爬一下看看，行不？”

淘淘拍著胸脯說：“沒問題！”

皮皮說：“你等著。”說完他跑進了屋，不一會兒他就出來了，手里還多了個東西。

“淘淘，請你順著這根柱子爬上去！”說

著，皮皮打開了手中的手電筒，手電筒發出一束光柱，這束光柱筆直地鉆進了樹冠中。

“來，你若能順著這根柱子爬到樹上，我就服你！”

“這個，這個，這算柱子嗎？！”淘淘又驚訝又著急。

“算，光柱子。來，別愣著啦，向上爬吧！”皮皮狡猾地笑了。

淘淘伸手抓了幾下，，啥也沒抓住，非常尷尬，皮皮和花喜鵲都大笑起來。

淘淘說：“這光柱子沒法爬，不光我，誰也爬不上去！”

“誰說的？看我的！”說著，花喜鵲順著光柱子飛上了樹。

“怎么樣，你還說大話嗎？”

淘淘無奈地低下了頭。

光的產生與傳播

狐貍爺爺被他們的吵鬧聲和笑聲吸引了，從亮著燈的屋里走了出來。

皮皮看著天上的月亮和星星，不禁發出疑問：“光是從哪里來的呢？又是怎樣傳到我們這兒的呢？”

狐貍爺爺說：“光是由光源產生的，凡是自己能發光的物體，就叫光源。孩子們，你們知道哪些是光源嗎？誰先來說一說？”

“太陽、月亮、星星。”皮皮搶先回答。

“電燈、手電筒！”淘淘不甘落后。

“還有螢火蟲。”花喜鵲補充道。

狐貍爺爺笑了，說：“你們再想想，自身能發光的才可以叫光源，月亮是光源嗎？”

“是啊，月亮在發光。”皮皮指著頭頂上說。

狐貍爺爺搖了搖頭，說：“其實月亮不能算光源，因為它本身并不能發光，它是反射的太陽光。”

“哦，原來是這樣，，這樣月亮就不是光源了。”皮皮點了點頭。

皮皮拿著手電筒照來照去，問道：“爺爺，這光柱是怎么形成的？”

“光是沿直線傳播的，光向著一個方向射出就形成了這道光柱。”

狐貍爺爺意識到自己的表述不嚴謹，連忙補充道：“光在真空或者同一種均勻介質中是沿直線傳播的。”

淘淘疑惑了，問道：“什么是均勻介質？”

“聲音傳播有聲音的介質，固體、液體、氣體都是;光傳播有光的介質，透明體，比如空氣、水、玻璃等都是光傳播的介質。”

花喜鵲問：“要是沒有介質會怎么樣呢？”

狐貍爺爺說：“聲音要是沒有介質就不能傳播，真空中就不能傳播聲音，但是光可以在真空中傳播。”

皮皮問：“什么是真空呀？”

狐貍爺爺：“就是固體、液體、氣體等物質都沒有，地球大氣層的外面就可以看作是真空。光可以在透明介質中傳播也能在真空中傳播，所以太陽光能傳播到地球上！”

“什么叫作均勻介質？”

“就是稀疏稠密的程度都一樣的介質，如果光在真空中或者同一種均勻介質中傳播，就是沿著直線傳播;如果介質不均勻，光的傳播路徑就會彎曲，這時我們就會說光發生了折射。”

光的速度

突然，皮皮想到了一個問題，聲音在不同介質中的傳播速度是不同的，那光是不是也會不同？于是他趕緊提問：“爺爺，光在玻璃中的傳播速度是最快的嗎？”

“不，它與聲音的傳播基本上是反的。光在真空中的傳播速度最快，每秒約30萬千米;在空氣中傳播略慢，但通常認為等于在真空中的傳播速度。光在水中的傳播速度是在真空中的傳播速度的314，在玻璃中的傳播速度是在真空中傳播速度的2/3。”

見孩子們對光的速度沒有感覺，狐貍爺爺就進一步解釋起來：“光是宇宙中最快的旅行者，每秒鐘傳播的距離，大約是地球赤道長度的7.5倍。”

這引起了一片驚呼。

花喜鵲問：“狐貍爺爺，天上的星星為什么一閃一閃的？”聽她這么一問，大家都抬頭望向星空。

“這是因為大氣層分布不均勻，氣流不穩定，星星發出的光通過這樣的大氣層時發生了折射，光線有波動，所以看起來星星就像是在閃爍。”

日食和月食是禺么回事

狐貍爺爺說：“咱們生活在一個充滿光的世界，如果沒有光我們什么也看不到。你們看那樹影，因為光沿直線傳播，如果被不透明的物體擋住，后面就會形成影子。”

花喜鵲拍了拍翅膀說：“我今天才知道，影子原來是光沿著直線傳播形成的現象。”

狐貍爺爺又說：“很多有趣的現象都是光沿直線傳播形成的，比如日食、月食和小孔成像。”

皮皮很驚訝：“什么？日食、月食這樣神秘的天文現象居然是光沿直線傳播造成的？爺爺，您趕緊給我們詳細解說一下吧！”

狐貍爺爺說：“地球是一顆行星，繞著太陽公轉，月球是地球的一顆衛星，繞著地球轉。地球離太陽遠，月球離地球近。太陽是恒星，是光源，它發出的光照到地球和月球上，那么地球和月球背面就都會有一個陰影。”

“哦，這不難理解。”淘淘點了點頭。“當太陽、地球、月球處于一條直線上，且月球進入地球背面的陰影部分時，我們就會看到月食。

“同樣，當太陽、月球、地球處于同一條直線上，月球的陰影落在地球上，那么，在這部分區域生活的居民就會看到日食。”

“哦，明白了，原來是這樣。”孩子們頻頻點頭。

光的速度

淘淘又問：“狐貍爺爺，您剛才說的小孔成像是什么東西？一定很有趣吧？”

狐貍爺爺又開始介紹了：“就是發光體發出的光通過一個小孔后，會在另一個物體上形成一個發光體的倒像。”

皮皮說：“真的嗎？這么好玩！您給我們演示一下吧！”

狐貍爺爺也來了興致，高興地說：“那好，咱們到屋里去吧！”

屋子的頂棚上有一盞圓圓的大燈，中間有一些花紋，狐貍爺爺找來一塊硬紙板，在它的中間開了個小孔。

“來，你們看。”狐貍爺爺呈水平方向拿著硬紙板，讓硬紙板慢慢靠近桌面，“桌子上出現了一盞小燈。”

大家湊上去一看，呀，真的！也是圓圓的，中間有點兒黑色花紋。

“好奇妙啊！”花喜鵲拍著翅膀站在桌子上說。

狐貍爺爺拿過筆，畫了一張小孔成像的原理圖，一看這張圖，皮皮他們馬上就明白了小孔成像的原理。讀者朋友們，你們看懂了嗎？

“哇，光線好好玩啊，今晚我的收獲可真不小呢！”花喜鵲高興地說。

“皮皮，我有空一定再來你家玩，今天有點兒晚了，我要回去了。”淘淘戀戀不舍，但還是很無奈地告辭回家了。

皮皮高興地說：“歡迎你來找我玩，但記住下次不要再吹牛啊，我可會想辦法讓你出糗的！”

“好的，好的。”很快，淘淘告辭了，花喜鵲也展翅飛上了樹，進了自己的鳥巢。

院子里又恢復了平靜，一輪明月靜靜地掛在天上，像是在微笑。

狐貍爺爺的課堂

能夠自己發光的物體叫作光源。光在真空中、在均勻介質中是沿著直線傳播的。我們見到的影子、日食、月食、小孔成像等，都是光沿直線傳播形成的。

“光線”這個概念是人們為了描述問題方便引入的物理模型，實際上我們是看不見“光”變成“線”的。

光在真空中可以傳播并且速度最快，光在水中和玻璃中的傳播速度要慢一些。

（插畫大臉鵝實習編輯陳曉娟編輯乖乖隆地洞）