“你知道天上为什么会出现月食现象吗?”
“你知道筷子立在有水的杯子里,为什么看起来像断了一样吗?”
“你知道吸尘器为什么可以吸尘吗?”
“你知道在高山上吹好的气球,下山就会变瘪吗?”
“你知道手机为什么可以打电话吗?”
孩子们在日常生活中遇到或者提出的这些问题,在《李永乐老师给孩子讲物理》里都能找到答案。这套书将生活现象与物理原理将结合,采用有趣的漫画、浅显的语言把深奥难懂的物理知识讲得简单、透彻,又易于理解,还配备了相应的动画视频课,是一套特别适合小学生阅读的入门级物理启蒙书。
这套书共10册,包含了《力学》、《热学》、《光学》、《振动和波》、《电磁学》、《流体力学》、《原子物理》、《光学史》、《相对论》、《量子力学》。别看书名晦涩艰深,其中蕴含的物理原理却与我们生活中的日常见闻息息相关。
1.往水里扔石头,就可以看到地震的隐藏原理
插图来自《振动和波》
下雨天,我们总能看到雨滴从天而降,落在地面开出朵朵水花。闲着无聊时,孩子们也爱往池塘里扔小石子,听水里发出扑通声,看水面漾起一个个小圆圈。
可你知道,这些小圆圈是怎么形成的吗,其中蕴含了什么物理原理,它们与地震又有何关联?这些问题,在《振动和波》中都有生动形象、精辟到位的解释。
插图来自《振动和波》
先来看一个演示动图。当我们用手拿一根绳子,上下摇晃,绳子就会弯曲呈蛇形,且向前运动,这就是波。波是由振动产生的。
我们把石头扔进水里,石头造成了水面的振动,水又把振动传播出去,形成了水波——于是,有了我们在水面上看到的涟漪。
地底下的岩石发生振动,传播到地面上,就形成了地震波——于是,距离震源远近不同的地表建筑会遭遇不同程度的灾难性破坏。
插图来自《振动和波》
除了水波、地震波,我们的声音也是一种波。声带振动,带动了附近的空气,空气又把这种振动传播出去,就形成了声波。声波不仅能在空气中传播,也能在水里传播。所以,我们钓鱼的时候千万不能大声说话,否则就会把鱼儿吓跑哟!
2.月相变化、白天黑夜的背后,竟是光的折射与直射
插图来自《3—6岁科学启蒙小百科》
为什么月亮有时候像圆圆的大饼,有时候像弯弯的小船,有时候又像被天狗吃掉了,只剩下一个发光的轮廓呢?
为什么月球本身不发光,我们看到的月球却是亮的?
为什么地球上有白天和黑夜?
这些问题看似简单,可跟孩子解释起来,还是相当有难度的。怎样解释,才能做到既简单明了,又便于理解呢?《光学》这本书做到了!
插图来自《光学》
眼睛能看到发光的物体。台灯发出的光进入我们的眼睛,所以我们看到了台灯。
书本本身不发光,但是台灯发出的光遇到书本后,会反射到我们的眼睛里,所以我们也能看到反光的物体——书本。
我们看到发光的月亮也是同样的道理。月亮本身虽不发光,但是它能反射太阳光,所以我们看到夜空中的月亮就像发光体一样明亮闪耀。
插图来自《光学》
地球上之所以会有白天和黑夜,与光的直线传播有关。
玩过手影游戏或者踩影子游戏的小朋友都知道,影子无处不在。影子的出现,是因为光是沿着直线传播的,没有办法绕过不透光的障碍物,所以产生了阴影。
地球上白天、黑夜的产生,也是同理。光沿着直线传播,太阳光的光只能照亮地球的一面,另一面只能处在阴影当中。所以,被照亮的一面就是白天,没被照亮的一面就成了黑夜。
插图来自《光学》
当月亮把太阳光遮挡住,我们看不到太阳的时候,就出现了日食。当地球把太阳光挡住,我们看不到月亮的时候,就出现了月食。
月亮和地球相对位置的不断变化,造就了月亮形状的不断变化。
3.趣味光学实验背后的科学原理
卧室里拉上窗帘看到的光线
不知道有没有人跟我一样,每次在房间里拉上窗帘睡觉时,总能在墙壁上看到这种类似栅栏的阴影。
可爱多每次看到都会问我,“妈妈,墙壁上的这些光为什么像斑马线一样?它们是怎么来的?”
插图来自《光学史》
在《光学史》上,就有关于这个问题的答案。
200多年前,英国的天才科学家托马斯·杨为了证明光也是波,所以做了一个实验:让蜡烛的光线经过一道缝,再经过两道缝,屏幕上就会出现许多条纹。这说明了光发生了像水波一样的干涉,光也是一种波。
插图来自《光学》
把一根筷子插进透明水杯里,从外面看,筷子好像折断了一样。
这是因为光从水里跑到空气中,传播方向发生了变化。而我们的眼睛不知道光线发生了折射,就以为筷子断了。
海市蜃楼也是同个道理。把透明的空气设想为透明玻璃杯,高空的空气和地面的空气密度大不一样,就好像水杯上空的空气和水杯内部的水,所以光线也会发生折射。
于是,我们会看到有时候轮船在海上飞,云彩跑到了沙漠地。
插图来自《光学史》
在《光学史》上还有个非常有意思的科学小实验:用光照射一个小圆盘,圆盘背后的影子中间会出现一个亮点。这个亮点的名字叫泊松亮斑。
4.为什么我们能隔空打电话,听广播?
为什么手机可以给远方的家人打电话,为什么广播可以收听到很多不一样的节目?这里究竟隐藏着什么秘密?
这里面涉及到的是电磁学方面的知识了!
插图来自《电磁学》
电流能够产生磁场,磁场能够产生电流。伟大的物理学家麦克斯韦用4个数学关系式把电和磁统一了起来,被称为电磁学方程组。
麦克斯韦还发现,如果电场能够产生磁场,磁场产生电场,那么电磁场就会像水波一样一直传播到远方,这就是电磁波。
插图来自《电磁学》
“人们根据麦克斯韦的方程组建立了天线,天线可以把电磁波发射到空中。空中有人造卫星,接收到电磁波,又把它发射到另外一个地方,这样,我们就可以看电视,听广播,打电话了。”
从身边事物出发,引发孩子的好奇心,由表及里,由浅入深,将物理原理讲得透彻又明白,这就是《李永乐老师给孩子讲物理》的最大特色。对物理感兴趣的大小朋友们,都可以试着读一读。你会发现,原来物理一点不都难,物理原理竟然就藏在我们的日常生活里。