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快資訊:潭清真的是水淺嗎

發布時間:2022-11-15 09:54:25 來源:科普時報 責任編輯:caobo

“垂釣綠灣春,春深杏花亂。潭清疑水淺,荷動知魚散。日暮待情人,維舟綠楊岸。”這是唐代詩人儲光羲所作的五言詩《釣魚灣》。


(資料圖)

這首詩描寫了在潭邊釣魚等待好友時所見,語言樸素自然,描繪出釣魚灣滿含春意的景色。詩中選取的杏花、清潭、荷葉、綠楊,都是最能表現春天特點的景物。

“潭清疑水淺,荷動知魚散”,這是膾炙人口的千古名句。凝望一灣潭水,潭水清澈見底,一覽無余,使人感到潭水變淺了。

一灣潭水清澈見底,其深其淺本來是極明白的事,由于同樣一個物體,觀察到在水面上和在水中的長短是不同的,詩人用了一個“疑”字,以示感覺的不同。為什么潭清就顯得水淺?這要從光的折射說起。

光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向發生偏折,這種現象叫作光的折射。光線從空氣斜射進入水中或其他透明介質中都會發生折射。

光的折射與光的反射一樣都是發生在兩種介質的交界處,只是反射光返回原介質中,而折射光則進入到另一種介質中,由于光在兩種不同的物質里傳播速度不同,故在兩種介質的交界處傳播方向發生變化,于是光就產生了折射。

光在空氣、真空中速度約為每秒30萬千米,在玻璃中傳播的速度約為光在空氣、真空中速度的2/3,約為每秒20萬千米,在水中傳播的速度約為光在空氣、真空中速度的3/4,約為22.5萬千米。這樣光從空氣中進入水中或玻璃的時候就會發生折射。

光從空氣斜射進入水等介質中時,折射角小于入射角;光從水等介質斜射入空氣中時,折射角大于入射角。原來物體從水中發出的光線,由水進入空氣時,會在水面發生折射,折射角大于入射角,折射光線進入人眼,人眼逆著折射光線的方向看去,覺得這些光線好像是從它們的反向延長線的交點的物體像發出來的,物體像是虛像,物體像比物體位置高。

因此,從上面看水、玻璃等透明介質中的物體,會感到物體的位置比實際位置高一些,這是光的折射現象引起的。“潭清疑水淺”正是由此而產生的。

由于光的折射,池水看起來比實際的淺。詩人在這里用了一個“疑”字,說明他只是“懷疑”潭中的水淺了,而實際上潭中的水并沒有淺。這種現象只有在潭中水清澈見底的時候才會發生,水混濁的時候,我們看不見從水中發出的光線,自然也就看不見水中的物體影像了。

當你站在岸邊或池塘邊,看見河水或池塘水清澈見底,深不過齊腰時,千萬不要貿然下去,因為你看到的水的深度,不是真正的水的深度,是光線經過折射產生的虛像。你對水深估計是不正確的,此時下水必然會驚慌失措,發生危險。

經常叉魚的漁民都有這樣的經驗,魚兒在清澈的水里面游動,可以看得很清楚。然而,沿著你看見魚的方向去叉它,卻叉不到,因為你看到的魚是魚的虛像,當然不會叉到魚。有經驗的漁民都知道,只有瞄準你看到的魚的下方才能把魚叉到。因為魚要比它的虛像低一些。而若使用激光槍射魚,只要瞄準所看到的像就行了,因為激光槍發出的光線在水中也會發生折射。

很多人都有這樣的經驗,把一塊厚玻璃放在鋼筆的前面,玻璃只擋住鋼筆的一部分,筆桿看起來好像“錯位”了,就像筷子插入水中,好像被折斷了一樣,這種現象也是光的折射引起的。

印度洋、太平洋生活著一種射水魚,它是自然界的神射手。射水魚口腔里有一個特殊凹槽形管道,就像水槍的槍管一樣,能射出強勁的水柱,射程可達1米。但是要水里捕捉空中的獵物,射水魚必須要克服一個很大的問題,從水下往上看,一切物體的位置都發生了位移,也就是說,從水下到空中光線會發生折射,射水魚的瞄準成了問題。射水魚看到一個獵物,比如一只蒼蠅,它看到的蒼蠅的位置與實際的位置之間是有差別的。但是這難不倒射水魚,它會調整目標的位置。射水魚還有一種本領就是能夠躍出水面近30厘米去抓住獵物。

詩人當然不懂得光線的折射原理,但是他知道這個現象,而水中物體的虛像要比物體高這樣一個現象,一定要在水清澈見底的情況下才能出現,從而以潭水的清澈襯托出春天水清天秀的景色。

標簽: 光的折射 潭清疑水淺 荷動知魚散

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