喜见“手影”上春晚

来源 :中学生数理化·八年级物理人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zwb20042002
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  八年级《物理》(人教版)上册第38页的第3题是:请你用光的直线传播知识解释影子是怎样形成的.
  图1是习题中配的一幅手影图片.看到这幅图片,同学们一定会想到2008年春节联欢晚会上“最有新鲜感的节目”——妙趣横生的手影表演《逗趣》:一只吃得正香的小鸭子,猛然啄住前来偷食的小狗的耳朵,疼得小狗呜咽着想逃也逃不了,小鸭和小狗撕扯成一团.一时间,鸭鸣犬吠吵得不可开交(如图2).
  手影艺术是我国民间艺术的瑰宝,它利用光源与被投射物体的关系,仅仅依靠一灯一布,表演者利用自己的一双空手,十指灵动,就能在幕布上演艺着天上飞的鸟、地上跑的狗、水里游的鱼等(如图3),而且小鸟成长、人唱歌、人逗小狗,都是活灵活现;母鸟喂雏、小狗舔舌、人物喜怒,皆是惟妙惟肖,难怪观众笑得泪花四溅,报以潮水般的掌声.
  
  手影与平时见到的树影、太阳下的房屋影子、旗杆影子的形成原理是相同的.光在传播过程中是沿直线行进的,且光不能穿过不透明的物体.当光射到不透明的物体——手上时,光就被挡住了,因此在这个不透明的物体——手的另一侧,就会有一个光照射不到的区域,显示出物体的阴影,即(手)影.
  早在春秋时期,我们的祖先就对影子的形成有了研究,被称为“中国科圣”的墨子和他的学生曾做过世界上最早的“小孔成像”实验.
  在一间黑暗的小屋里,在向阳的墙上开一个小孔,人对着小孔站在屋外,屋内相对的墙上就会出现一个倒立的人影.为什么会这样呢?《墨经》中写道:“景光之人煦若射,…,足敝下光,故成景于上;首敝上光,故成景于下.”意思是说:光线像射箭一样,是直线行进的,脚挡住下部直射过来的光线,射过小孔,成影在上边;头挡住上部直射过来的光线,穿过小孔,成影在下边,就形成了倒立的影.这是人类历史上第一次对光沿直线传播和影的形成的解释.
  墨子还进一步解释了物体和投影的关系:光被遮挡就产生投影,物体的投影并不会跟随物体一起移动.飞翔的鸟儿,它的影子仿佛也在飞动着,实际上并不然.飞鸟在某一瞬间遮住了直线前进的光线,形成了影子.一瞬间后,飞鸟移动了位置,原来光线照不到的地方,现在照到了,旧影就消失了,而在新的地方,又出现了新的影子.这就是说,鸟在飞翔中,它的影子并不跟着移动,而是新旧投影不断更新的.
  想到一个和影子有关的成语——杯弓蛇影,感兴趣的同学不妨查一查这个成语的来历,看看它和我们学到的物理知识有怎样的联系.
  责任编辑 程哲
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