找個防水塑料套，做做科學(xué)小實驗

驗證伯努利原理的推論

伯努利原理是流體力學(xué)的一條基本原理，用來描述理想流體的運動。大家對這個原理的推論是比較熟知的：流速越大，壓強越小。比如，往兩個懸吊的氣球之間吹氣，兩個氣球會靠近；用豎直向上的吸管吹乒乓球時，乒乓球不會掉落。

往塑料套里吹氣，吹幾次才能把氣吹滿？一口氣就夠了。雙手把塑料套口撐開，距離人嘴10厘米左右。對著套口猛吹一口氣，套口的空氣會向套內(nèi)流動，導(dǎo)致套口的大氣壓減小，周圍空氣的氣壓較大，就會往套內(nèi)擠壓，塑料套會在瞬間鼓起來（圖1）。所以，把塑料套撐起來的其實主要不是你吹出的氣，而是周圍的空氣。

塑料套里的藍(lán)光

在塑料套里裝滿水，然后滴幾滴牛奶，將袋口扎緊后橫放在桌面上。找一個強光手電筒，觀察一下燈光的顏色，往往是白色（注意：不能讓光正對著眼睛照射，以免造成傷害）。關(guān)掉房間里的燈，拉上窗簾，讓手電筒的白色光從塑料套的一端往水里照射，你會發(fā)現(xiàn)靠近手電筒的那一端，水體呈現(xiàn)出藍(lán)色（圖2）。

手電筒的白光與太陽光類似，也是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫7種色光復(fù)合而成的。水中的微粒會將光散射，藍(lán)色光的波長較短，尤其容易被散射，靠近手電筒的這端就看到藍(lán)色光了。其實，我們看到天空呈藍(lán)色也是這個原因，太陽光中的藍(lán)色光遇到空氣中的微粒發(fā)生了散射（圖3）。而紅色光的波長較長，不容易散射，因而傳播距離較遠(yuǎn)，我們看到晚霞呈現(xiàn)紅色就是這個原因（圖4）。

觀察水里拐彎的光線

我們都知道，光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。如果光由其他透明物質(zhì)（比如玻璃或水）斜射入空氣中，會有兩個去向：一部分反射回玻璃或水中，一部分改變傳播方向進入空氣中（即發(fā)生了折射）。如圖5，O為入射點，AO為入射光線，OB為反射光線，OC為折射光線，MN為法線；∠α為入射角，∠β為反射角，∠γ為折射角。其中，∠β=∠α（光的反射現(xiàn)象中，反射角等于入射角），∠γ﹥∠α（光由其他透明物質(zhì)斜射入空氣中，折射光線遠(yuǎn)離法線）。當(dāng)入射角∠α增大時，折射角∠γ隨之增大；顯然，是∠γ先增加到90°。當(dāng)∠α增大到一定程度時，就看不到折射光線了，而反射光線變得更亮——這就是全反射現(xiàn)象。

光纖通信的基本原理就是光的全反射，光在光纖內(nèi)多次反射，將信號傳向終端。這種通信方式的容量非常大，一對頭發(fā)絲那樣的光纖就可以同時傳送上百萬路信號而不相互干擾。同時，光纖不導(dǎo)電，不會受外界電磁場干擾。而且，光纖耐潮、耐腐蝕、能量損耗低，所以通信質(zhì)量比傳統(tǒng)的電纜高得多。

在塑料套里裝滿水，用激光從任意方向向內(nèi)照射，可以看到光在水里散射，也可以看到沿直線傳播的路徑。將激光筆垂直于套壁向內(nèi)照射，對面的套壁上可以看到亮點。用錐子把亮點所在位置扎通，水就會流出來，這時看到的水流就變成了光線流（圖6）。這是因為光線在彎曲的水流中發(fā)生了全反射，與在光纖中的傳播類似。

“看到”液體內(nèi)部的壓強

在塑料套里裝上水，然后拎起來，你會發(fā)現(xiàn)塑料套下端比上端粗。這是因為在同種液體內(nèi)部，深度越深，壓強越大。人在潛水時，潛得越深，就會感覺胸口越悶，也是這個原因。人體的抗壓能力是有限的，普通人在沒有任何防護的情況下潛水，深度通常不超過15米，目前人類無裝備潛水的最深記錄是139米。

如果把塑料套套扎破，水就會從孔里噴出來。你會發(fā)現(xiàn)，孔的位置越靠下，水流噴得越急，也就是噴出的速度越大（圖7）。注意：不是噴得遠(yuǎn)。

漏不出來的水

塑料是人工合成的高分子化合物，有遇熱收縮的特性。在塑料套里裝入適量的水，抓緊套口。把竹簽（或削尖的鉛筆等）迅速地刺進塑料套，或者刺穿兩面，套里的水不會流出來（圖8）。這是因為竹簽刺入時與塑料發(fā)生了摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱量會讓塑料袋發(fā)生熱收縮，從而與竹簽之間密合。

如果用鋼尺把塑料袋緊壓在玻璃板上，然后用美工刀迅速將塑料袋劃成兩段，你會發(fā)現(xiàn)切口處居然會密封起來，這是因為擠壓和克服摩擦做功，導(dǎo)致塑料袋切口處內(nèi)能增加，溫度升高，塑料先發(fā)生熔化繼而凝固的緣故。

（責(zé)任編輯：白玉磊）