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课堂教学延伸思考之“虚像在上,真实在下”

作者:物理小兵 来源:jxjy 点击: 423 次 评论: 0

 
 

 
一、来个游戏
看看上面的flash,人看到水中的一条鱼,要射中水中的鱼,箭应该沿A、B、C的那一个方向射出?你在这三条线上点击一下就知道了。答案是沿看到鱼的下方C射出,因为由于光的折射的缘故,看见的鱼实际上是鱼的虚像,真实的鱼在下方。这就是今天想说的“虚像在上,真实在下”。
 
二、人看鱼浅
 
人的眼睛是经常被欺骗的,比如光洁度非常高的平面镜,人是看不见的,我们只能看到平面镜中的像,这就是很多魔术的基本道理。同样,人总是认为光是沿直线传播的,当光线从空气斜射入水中,就会产生折射,而人仍然认为光还是直线传播的,于是,人看鱼和鱼看人看见的都是虚像,点击下面的flash可以看出光路,这个也可以解释人看到的水池的深度比实际的浅是何道理。
 
 
三、鱼看人高

鱼能否看见人?这要用脑袋分析一下,光线从空气斜射入水中时,有一部分光是反射的,只有一部分光折射到水中,所以,生活在浅水区的鱼,视力应该比人强的。如果鱼生活在深水区,光线很弱,这些鱼绝不是靠视力来发现猎物的。

鱼感觉到的人是什么样的?我们知道,钓鱼的时候是不能喧哗的,这可以从两个角度去看:如果人讲话,声音从空气、水传到鱼的耳朵的,如果人在走动,声音是从固体、水传到鱼的耳朵的,声音在水中的传声效果比空气好,所以鱼感觉人这种动物声音很大。如果鱼抬头看你,感觉你是什么样子?鱼认为光线也是沿直线传播的,它看到的也是人的虚像,比真实的人的位置要高,所以,鱼觉得人这个动物声音大得像帕瓦罗蒂,个头高得赛姚明。它能不怕人吗?
四、鱼焉人焉?
 
不管是人看鱼浅,还是鱼看人高,作图都可以发现“虚像在上,真实在下”,这是一个共性的问题,真实的东西总是在下面,柏拉图说过:我看不到真实,我所看到的,是幻影中的幻影。除去这唯心主义的成分,这个话中有合理的成分吗?人的真实一面只有自己知道,甚至自己都不清楚,人所表现出来的,是虚像,别人从你的虚像中去判断你,是“虚像中的虚像”。所以,做人易,做真人难。
 
有些学生会武断地认为鱼不能看见人,实际上,如果鱼是靠视力,视力一定比人强的,因为它要适应光线弱的环境。我们有时是鱼的角度,有时是人的角度。如果你俯首看鱼,你会把鱼看浅了,实际未必。国人不是有此优良传统?北京人爱编排河南人的故事。上海人就更不用说了。小兵是安徽人,大家也知道,这也是属于被人编排的。实际上,当鱼怎么了,不就是被人俯视吗?那只是看起来的虚像而已,物理学告诉我们,真实在下,说不定,你还是条鲨鱼呢。
 
当然,处在鱼的角度也有问题,因为在仰望,就看高了人,实际上,真实在下,人没有鱼看起来那么高大。大家知道,清末是国人自信力集体崩溃的时期,那时,是个洋人就比官府还大。实际上,那些洋人十之八九是在本国混不下去的二流子。孤岛时期,钱钟书的《围城》就说得很清楚,那时,“克莱登”大学的毕业生就横行于世,现如今,“克莱登”太多了,海龟都变成海带了,也算是不再仰视了吧。我不知这是否算人性的弱点之一,不是仰视,就是俯视,很少有平视的角度。能身处高位,而心忧天下的不多;而身处卑微,胸怀天下者的就更是珍稀动物了。也许,正如一位学者教育我们的一样:“也许我们无力改变世界,但我们可以改变自己。所以我们要低下头,倒像自己做错了什么似的。”世界就是这个样子,我们甚至在物理学中找到很好的解释,“虚像在上,真实在下”,“人看鱼浅,鱼看人高”。
 
在师与生的对视中,学生是鱼的角度,老师可没有他们看到的那样高大;作为教师,是否在看待自己的学生时,少一点俯视的角度?
 
鱼焉人焉?您甭问我,问庄周去,“庄生晓梦迷蝴蝶,望帝春心托杜鹃。”,您说庄周是蝴蝶,还是蝴蝶是庄周? 
 
五、人能仰望,就是幸福
 
这是齐秦的歌词,唱给谁的,地球人都知道。齐秦、齐豫曾是我极喜欢的歌手,齐秦的磁带我是都有的,我也看到了齐秦从感化院的少年如何一步步变成痴情男的,但我这次要从物理学的角度给出解释。
 
由于人总是认为光是沿直线传播的,在发生光的折射时,一律产生判断失误,上面分析了人看水中的物体的错觉,由于大气层的密度是不均匀的,光线穿过大气层,也会产生折射,所以,人在黎明看到太阳时,看到的实际上时太阳的虚像,真实的太阳还在下方哩。同理,人看到的星星闪烁,也是由于折射的光线这个时刻进入人的眼睛,下一时刻没有进入人的眼睛的缘故。那人要看到真实的太阳和星星,该如何去做?行,骑上“嫦娥一号”,到月球上去看看吧,那儿没有空气,光是沿直线传播的。没买到票?别急,等“嫦娥二号”吧,呵呵。
 
六、一点回应
 
我上课时当然不会这样忽悠,我只是说了一下“真实在下”,告诉我的学生们,老师再大的能耐,也无法知道你的真实,因为我看到同学们的是虚像,你的真实只有你的好朋友知道哩。学生笑起来了。上周五,没有练习可以做的,寻思着不能让他们太快活,于是,就叫他们写写本周物理课的学习感受吧,前几天,看到一份作业,挺感动的。
 
本周感受

本周上的内容不是很多,但是我知道了我上课的舞蹈房为什么要装上大镜子,知道了倒车镜是什么样的镜子制成的。我可以把平面镜装在我的房间里,使我的房间看起来很大;看着水很浅,千万不能往里跳。因为视深度总是比真实深度浅很多。同时,我也要评价一下老师上课时给我带来的方便。一开始,视深度和真实深度那个在上,哪个在下,我总是分不清!但当您说了真实的总是在下面,我的脸红了,您视在说我吧!我经常把对别人不利的真实话语,烂在肚子里,说那些善意谎言,这可是我小时候的强项。当您把凸透镜对着嘴时,很像百变金刚中的机器人,很好玩,同时我也深刻的记住凸透镜的作用,我认为这些知识,我一定会刻骨铭心,永生难忘。老师,感恩的心送给您!
 
我的评语:真好,老师也很感谢有你这样的好学生,继续努力吧!

说明一下:
 
1、将凸透镜对着嘴,学生看到一个放大的嘴在不停地说话,哄堂大笑后引入新课,是江老师去年为参加省级比赛的选手设计的课例中移植过来的。至于学生说到感恩的心,那可能是感恩节那天,我给他们讲了一个“平视的角度”,学生是有印象的,这个以后再说。
 
2、这个学生是8班的,8班的班主任庾老师极善于和学生及家长沟通,学生尤其是家长对他无比信赖,这是大家一致公认的。我带这个班的物理,无需管别的事情,只管上课吧,所以有时自己讲着讲着,就蹦出个备课时没有的想法来了,这个就是一例吧。
 

update 更新:2007-12-14 4:14:15 编辑:fengyefy

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