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当前时讯:潭清真的是水浅吗

  • 2022-11-15 09:58:54 来源:科普时报

“垂钓绿湾春,春深杏花乱。潭清疑水浅,荷动知鱼散。日暮待情人,维舟绿杨岸。”这是唐代诗人储光羲所作的五言诗《钓鱼湾》。

这首诗描写了在潭边钓鱼等待好友时所见,语言朴素自然,描绘出钓鱼湾满含春意的景色。诗中选取的杏花、清潭、荷叶、绿杨,都是最能表现春天特点的景物。

“潭清疑水浅,荷动知鱼散”,这是脍炙人口的千古名句。凝望一湾潭水,潭水清澈见底,一览无余,使人感到潭水变浅了。


(相关资料图)

一湾潭水清澈见底,其深其浅本来是极明白的事,由于同样一个物体,观察到在水面上和在水中的长短是不同的,诗人用了一个“疑”字,以示感觉的不同。为什么潭清就显得水浅?这要从光的折射说起。

光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫作光的折射。光线从空气斜射进入水中或其他透明介质中都会发生折射。

光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,于是光就产生了折射。

光在空气、真空中速度约为每秒30万千米,在玻璃中传播的速度约为光在空气、真空中速度的2/3,约为每秒20万千米,在水中传播的速度约为光在空气、真空中速度的3/4,约为22.5万千米。这样光从空气中进入水中或玻璃的时候就会发生折射。

光从空气斜射进入水等介质中时,折射角小于入射角;光从水等介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。原来物体从水中发出的光线,由水进入空气时,会在水面发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点的物体像发出来的,物体像是虚像,物体像比物体位置高。

因此,从上面看水、玻璃等透明介质中的物体,会感到物体的位置比实际位置高一些,这是光的折射现象引起的。“潭清疑水浅”正是由此而产生的。

由于光的折射,池水看起来比实际的浅。诗人在这里用了一个“疑”字,说明他只是“怀疑”潭中的水浅了,而实际上潭中的水并没有浅。这种现象只有在潭中水清澈见底的时候才会发生,水混浊的时候,我们看不见从水中发出的光线,自然也就看不见水中的物体影像了。

当你站在岸边或池塘边,看见河水或池塘水清澈见底,深不过齐腰时,千万不要贸然下去,因为你看到的水的深度,不是真正的水的深度,是光线经过折射产生的虚像。你对水深估计是不正确的,此时下水必然会惊慌失措,发生危险。

经常叉鱼的渔民都有这样的经验,鱼儿在清澈的水里面游动,可以看得很清楚。然而,沿着你看见鱼的方向去叉它,却叉不到,因为你看到的鱼是鱼的虚像,当然不会叉到鱼。有经验的渔民都知道,只有瞄准你看到的鱼的下方才能把鱼叉到。因为鱼要比它的虚像低一些。而若使用激光枪射鱼,只要瞄准所看到的像就行了,因为激光枪发出的光线在水中也会发生折射。

很多人都有这样的经验,把一块厚玻璃放在钢笔的前面,玻璃只挡住钢笔的一部分,笔杆看起来好像“错位”了,就像筷子插入水中,好像被折断了一样,这种现象也是光的折射引起的。

印度洋、太平洋生活着一种射水鱼,它是自然界的神射手。射水鱼口腔里有一个特殊凹槽形管道,就像水枪的枪管一样,能射出强劲的水柱,射程可达1米。但是要水里捕捉空中的猎物,射水鱼必须要克服一个很大的问题,从水下往上看,一切物体的位置都发生了位移,也就是说,从水下到空中光线会发生折射,射水鱼的瞄准成了问题。射水鱼看到一个猎物,比如一只苍蝇,它看到的苍蝇的位置与实际的位置之间是有差别的。但是这难不倒射水鱼,它会调整目标的位置。射水鱼还有一种本领就是能够跃出水面近30厘米去抓住猎物。

诗人当然不懂得光线的折射原理,但是他知道这个现象,而水中物体的虚像要比物体高这样一个现象,一定要在水清澈见底的情况下才能出现,从而以潭水的清澈衬托出春天水清天秀的景色。

标签: 光的折射 潭清疑水浅 荷动知鱼散

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