神奇的半杯水

蒙明辉

人们每天都接触半杯水，不管是质量还是味道都没有什么稀奇。暂且避开喝进肚子里对人体的作用不谈，仅在外观的物理方面就能表现出许多不同的现象，足以说明它是千奇百怪的半杯水。

一、能改变手指形状的半杯水

取一个圆形玻璃杯装半杯水，伸出右手手指，水平放在玻璃杯的外侧，让指尖靠近杯壁，然后慢慢向远处移动，透过水杯观察手指的指尖，看到指尖变长了。继续向远处移动到某一位置时，指尖突然改变方向，由原来指尖向左变为向右。怎么一下子颠倒过来呢？原因在于半杯水，水杯相当于一个柱面透镜，与凸透镜有许多相似的地方，它能成实像，也能成虚像，指尖变长，只不过是虚像而已。当手指向远处继续移动时，在大于焦点的位置只能成实像，由于实像是倒立的，手指在经过焦点后就改变了方向，这就是指尖由向左变为向右的原因，这些都是半杯水在作怪。

二、能使玻璃片变重的半杯水

取半杯水放在桌面上，找一块小玻璃片用细线粘牢，挂在弹簧测力计上，从桌面慢慢往上提，记下测力计的读数，再把玻璃片慢慢放在半杯水中，使水平玻璃片的下表面与水面接触，然后向上慢慢提测力计，发现测力计的读书在增大，有人说这是水的重力作用，错了，重力方向是竖直向下的，玻璃片在水的上方，它的重力并不影响测力计的读数。根本原因是分子间的作用力，当分子间的距离很小时，表现为斥力，分子间距离稍大时，表现为引力。向上提玻璃片时，使水分子的距离增大，分子的作用力表现为引力，玻璃片在水分子的引力下难以分开，所以，测力计的读数会变大。

三、能使水面上升的半杯水

取一根约30 cm长的透明塑料吸管，在距离口10 cm处切一个缺口，在缺口处折成直角，把10 cm长的一端放入半杯水中，然后在水平方向的管口往管内用力吹气，使气体在缺口处流出，发现管内水平面上升，到缺口处喷出。因为气体、液体都是流体，流体有个特征，流速越大的位置压强越小。当用力往水平管内吹气时，气体在缺口处的流动速度增大，它的压强就减小，管内水面的压强也跟着减小，而杯中水面的压强较大，管内外水面就存在压强差，水就朝着压强小的地方上升，知道缺口处喷出。另外，杯里的水与竖直管底端是连通的，吸管内水面上升是靠杯里的水面下降来补充的，所以，杯里的水面下降而得到管内的水面上升。

四、能使别的水结冰的半杯水

先把5g左右的水装入小试管里，试管的橡皮塞中插入一只温度计，让水浸到温度计的玻璃泡。再把预先准备好的矿泉水瓶中的水往烧杯里倒半杯水，把小试管放入烧杯的水中，一会儿就看到试管里的水结成冰，温度计的示数在0℃，并且还在下降，这说明管里的水由于温度低而结冰，但是烧杯中的水仍然不变。这就使人感到奇怪了，一般的水是不能使别的水结冰的。这半杯水是酒精和水的混合物，配好后装入矿泉水瓶，放到电冰箱的冷冻室内，温度已经降低到-10℃以下，由于酒精的凝固点在标准大气压为-117℃，所以，它的混合物的凝固点就比水的凝固点低得多，因此，它能使别的水结冰而自己不结冰。

（作者单位 广西壮族自治区贺州八步区信都中学）endprint