硬币重现_物理知识

10．硬币重现

光天化日之下，一枚硬币竟然从眼皮底下消失了，这并不是神奇的魔法，你也可以做到。赶快试试吧！

Tools　材料和工具

●两只相同的透明bō璃杯

●一枚硬币（或与硬币大小近似的金属片）

●白纸

●有字的纸（或书）

●水

●一根筷子或木棍

●透明胶条（或胶水）

●剪刀（裁纸刀）

Process　游戏步骤

测量杯子的高度和直径，计算杯子周长，以杯高为宽度、大于杯子周长约2厘米长度将有字的纸裁成纸条，将纸条围绕bō璃杯一圈做一个能够套在bō璃杯外面的纸套，用胶条或胶水粘好备用。

环境条件：在白天或有光的环境中进行即可。

玩法1：把硬币平放在套有纸套的bō璃杯底部；眼睛从bō璃杯斜上方注视杯底的硬币，移动观察位置使自己刚刚好看不到硬币，并保持不动；请其他同学用另一bō璃杯慢慢向放有硬币的杯中注水（不要让水流太急避免杯中硬币移动）。随着杯中水量增加，水面不断升高的过程中硬币又显现在眼中。

玩法2：将筷子（或木棍）斜插入盛满水的bō璃杯中，从侧面看上去筷子（木棍）在水与空气的交界面处发生错位（似乎是水面上一节，水面下一节）。如果从杯子上方向下看去，筷子在空气与水的交界面处好像发生了弯折，且水面下部分向上弯折的现象。

玩法3：把盛有水的bō璃杯放在有字的纸上，使杯底盖住一部分字；从上向下分别透过水和空气观察纸上的字，水杯底下的字似乎比杯外纸上的字离眼睛近些（位置相对高一些）。

Physics　物理原理

现象1：发生的原因是由于经过硬币反射的光一部分从杯中水与空气交界面发生折射改变了光的传播方向，这样的折射光射入眼睛，使我们能够看到杯底的硬币。

现象2：发生的原因是由于水面上筷子（木棍）反射的光直接进入我们眼睛，而水面下筷子（木棍）反射的光经过水与bō璃杯交界面再经过bō璃杯壁与空气交界面发生折射，从而使光的传播方向发生改变。由于我们的经验是光沿直线传播，而光的直射和折射使得水面上、下两部分筷子（木棍）反射进入我们眼睛的光方向不一致，造成了我们感觉上筷子（木棍）在水与空气交界面处发生错位的现象。

如果从杯子上方向下看去，筷子在空气与水的交界面处好像发生了弯折，且水面下部分向上弯折的现象。这同样是由于筷子（木棍）反射的光在水和空气交界面处发生折射而产生的现象。由于光从水斜射入空气时，折射角大于入射角（折射规律），进而使我们感觉到水中筷子（木棍）位置升高了。

现象3：发生的原因同样是由于光的折射造成的。

想一想

人从水面上观察到水下的鱼，看到的是实际的鱼还是鱼的像？如果是鱼的像，它是实像还是虚像？

注：实像——实际光线汇聚而成的像（能够用光屏承接的像）。

超级链接

海市蜃楼

传说东海有蓬莱、方丈、瀛洲三座神山，山上住着仙人。公元前219年，始皇帝命方士徐福前往求不死之药，数年而不得。汉太初元年，武帝临东海寻仙，不获而归。直到宋代苏轼在《登州海市》诗中言道：“东方云海空复空，群仙出没空明中，荡摇浮世生万象，岂有贝阙藏珠宫。”八仙过海的传说也是源自于此。可见，对古人而言，海市蜃楼是神秘的、充满着传奇想象的仙家美景。

什么是海市蜃楼呢？北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中是这样记述的：“登州海中时有云气，如宫室、台观、城堞、人物、车马、冠盖、历历可见，谓之海市。”这个说法是比较客观的。在一片空明的云海中，凭空出现又历历可见的人物和景物究竟是怎么来的？让我们来探秘海市蜃楼的成因吧。

光在均匀介质中是沿直线传播的，在非均匀介质中传播时会产生折射现象。海市蜃楼就是光的折射产生的一种现象，当气温较高时，海面附近的温度比高空低，空气由于热胀冷缩，上层的空气就比海面附近的空气稀薄，远处物体反射的太阳光在射向空中的过程中，由于空气疏密发生变化而折射，逐渐向地面弯曲，进入观察着眼中，逆着光线望去，就觉得好像是从海面上空的物体射来一样。观察者看到的只是远处物体由于光在不均匀的空气中折射所成的虚像。无怪乎古人看到的是宫室城堞，而今人观赏到的是高楼大厦了。

海市蜃楼的成因

由于海市蜃楼的形成需要上下层空气有较大的密度差，空气中的杂质也要非常少，海面能见度要好，风力要弱，所以只有少数“有缘人”才能看到这一奇观。