找个防水塑料套，做做科学小实验

验证伯努利原理的推论

伯努利原理是流体力学的一条基本原理，用来描述理想流体的运动。大家对这个原理的推论是比较熟知的：流速越大，压强越小。比如，往两个悬吊的气球之间吹气，两个气球会靠近；用竖直向上的吸管吹乒乓球时，乒乓球不会掉落。

往塑料套里吹气，吹几次才能把气吹满？一口气就够了。双手把塑料套口撑开，距离人嘴10厘米左右。对着套口猛吹一口气，套口的空气会向套内流动，导致套口的大气压减小，周围空气的气压较大，就会往套内挤压，塑料套会在瞬间鼓起来（图1）。所以，把塑料套撑起来的其实主要不是你吹出的气，而是周围的空气。

图1

塑料套里的蓝光

在塑料套里装满水，然后滴几滴牛奶，将袋口扎紧后横放在桌面上。找一个强光手电筒，观察一下灯光的颜色，往往是白色（注意：不能让光正对着眼睛照射，以免造成伤害）。关掉房间里的灯，拉上窗帘，让手电筒的白色光从塑料套的一端往水里照射，你会发现靠近手电筒的那一端，水体呈现出蓝色（图2）。

手电筒的白光与太阳光类似，也是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种色光复合而成的。水中的微粒会将光散射，蓝色光的波长较短，尤其容易被散射，靠近手电筒的这端就看到蓝色光了。其实，我们看到天空呈蓝色也是这个原因，太阳光中的蓝色光遇到空气中的微粒发生了散射（图3）。而红色光的波长较长，不容易散射，因而传播距离较远，我们看到晚霞呈现红色就是这个原因（图4）。

图2

图3 供图/视觉中国

图4 供图/视觉中国

观察水里拐弯的光线

我们都知道，光在同种均匀介质中沿直线传播。如果光由其他透明物质（比如玻璃或水）斜射入空气中，会有两个去向：一部分反射回玻璃或水中，一部分改变传播方向进入空气中（即发生了折射）。如图5，O为入射点，AO为入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线，MN为法线；∠α为入射角，∠β为反射角，∠γ为折射角。其中，∠β=∠α（光的反射现象中，反射角等于入射角），∠γ﹥∠α（光由其他透明物质斜射入空气中，折射光线远离法线）。当入射角∠α增大时，折射角∠γ随之增大；显然，是∠γ先增加到90°。当∠α增大到一定程度时，就看不到折射光线了，而反射光线变得更亮——这就是全反射现象。

图5

光纤通信的基本原理就是光的全反射，光在光纤内多次反射，将信号传向终端。这种通信方式的容量非常大，一对头发丝那样的光纤就可以同时传送上百万路信号而不相互干扰。同时，光纤不导电，不会受外界电磁场干扰。而且，光纤耐潮、耐腐蚀、能量损耗低，所以通信质量比传统的电缆高得多。

在塑料套里装满水，用激光从任意方向向内照射，可以看到光在水里散射，也可以看到沿直线传播的路径。将激光笔垂直于套壁向内照射，对面的套壁上可以看到亮点。用锥子把亮点所在位置扎通，水就会流出来，这时看到的水流就变成了光线流（图6）。这是因为光线在弯曲的水流中发生了全反射，与在光纤中的传播类似。

“看到”液体内部的压强

在塑料套里装上水，然后拎起来，你会发现塑料套下端比上端粗。这是因为在同种液体内部，深度越深，压强越大。人在潜水时，潜得越深，就会感觉胸口越闷，也是这个原因。人体的抗压能力是有限的，普通人在没有任何防护的情况下潜水，深度通常不超过15米，目前人类无装备潜水的最深记录是139米。

如果把塑料套套扎破，水就会从孔里喷出来。你会发现，孔的位置越靠下，水流喷得越急，也就是喷出的速度越大（图7）。注意：不是喷得远。

图7

漏不出来的水

塑料是人工合成的高分子化合物，有遇热收缩的特性。在塑料套里装入适量的水，抓紧套口。把竹签（或削尖的铅笔等）迅速地刺进塑料套，或者刺穿两面，套里的水不会流出来（图8）。这是因为竹签刺入时与塑料发生了摩擦，摩擦产生的热量会让塑料袋发生热收缩，从而与竹签之间密合。

图8

如果用钢尺把塑料袋紧压在玻璃板上，然后用美工刀迅速将塑料袋划成两段，你会发现切口处居然会密封起来，这是因为挤压和克服摩擦做功，导致塑料袋切口处内能增加，温度升高，塑料先发生熔化继而凝固的缘故。

（责任编辑：白玉磊）