许秀华

宿建德江

[唐]孟浩然

移舟泊烟渚，日暮客愁新。

野旷天低树，江清月近人。

夜色将晚，停船烟渚。诗人触景生情，新愁骤至。读完左边这首诗，除了体会到诗人内心满满的忧愁，不知同学们的脑海中有没有产生两个疑问？

疑问1

为什么船锚放在船上，船会随着水流漂走;而将船锚放在水里，小船就漂不走呢？

相信同学们都坐过船，对这一现象并不陌生。可是其中的道理，恐怕很少有同学说得清。我们不妨从钓鱼说起。一个小小的鱼钩为什么能钓起几千克重甚至十几千克重的大鱼呢？因为鱼钩钩进了鱼肉里面，鱼肉对鱼钩产生了很大的阻力和拉力，借助这两种力从而把鱼钓了起来。

船锚也是一样。锚有锚爪，锚触地后，锚爪在锚链的拉力和重力的作用下会钻入水底的泥土中。泥土对锚有阻力，从而让锚固定好。船舶锚泊时，不仅锚起作用，锚链也很重要，锚链的总重量比锚大得多。船舶锚泊时，锚链放出的长度是水深的几倍，锚后有相当长的锚链是躺在水底的，水底对锚链也产生了很大的摩擦阻力。

所以，归根结底，船锚之所以能固定船，靠的是摩擦产生的阻力。

以前，人们认为，摩擦力的产生是因为物体表面不光滑造成的。当两个物体的表面接触时，凸起和凹陷嵌合或者卡在一起。当我们用手推动物体时，这些卡住的地方就会阻挠物体运动。证据是粗糙的表面之间摩擦力大，光滑的表面之间摩擦力小。

现在，人们则认为，摩擦力的本质是两个物体表面的分子之间互相吸弓|的结果，这叫作分子黏合。分子黏合的本质是不同物质分子之间的作用力，即电磁力。

当物体表面不光滑、凹凸不平时，相互之间接触到的分子数量多，就好似有好多只小手相互拉着，摩擦力大。当物体平整又比较光滑时，两个表面之间接触到的分子数量减少，摩擦力也随之减小。而当两个物体表面特别光滑时，两个物体表面的分之间无缝接触，就像粘在一起一样，摩擦力反而变大了。

疑问2

为什么野旷天低树，江清月近人？难道是江水把月亮拉低了？

我们站在地面，上看天空，总感觉天空就像个大锅盖一样盖在地面，上。所以，诗人孟浩然写到“野旷天低树”，意思是远处的天空仿佛很低，就像和地。上的大树连在一起一样。北朝民歌《《敕勒歌》中就这么描述：“敕勒川，阴山下。天似穹庐，笼盖四野。

而“江清月近人”则和光的反射与折射有关。

先說月亮。同学们都知道，月亮不是恒星，自己不能发光，月亮的光芒来自它反射的太阳光。这些被月球反射的太阳光来到地球，进入我们的眼睛里，从而使我们感觉月亮也在发光。

再说水面。水达到一定深度后，也会像镜子一样，把进入水里的光反射出来。现在，我们综合月光和水一起来探寻其中的奥秘。

月亮表面发出来的光线射入水中后，会同时发生折射和反射。先说折射。同学们都做过在水杯里插筷子的实验吧！插入水里的筷子看起来变短了，这是因为光在水里发生了折射。当光从空进入水里时，折射角的角度小于入射角的角度，所以筷子看起来会变短。

再说反射。在水面处，月光也会发生反射，在水里产生一个虚拟的镜像，和平面镜成像一样。为什么说是一个虚拟的镜像呢？因为成的像并没有发出真实的光线，而是水面处反射的月光进入眼睛里，我们的大脑在处理这些光信号时，自动地聚焦，认为这些光信号组成的图案和真实的月光射入眼睛后光信号组成的图案相同，大脑就会认为水里存在一个月亮的影像，如情况一所示。

我们知道，平面镜成像，镜子里的虚拟影像和真实物体的大小一致，到镜面的距离相等。实际上，水里的月亮离我们并没有更近。可是，诗人孟浩然为什么会感觉更近一些呢？是否月亮的水中镜像不只在水面，也在靠近水底的水面.呈现出来了？

我们考虑一下这种情形进入水中的折射光线被水底水面反射，继而穿过水面，经过两次折射，进入我们的眼睛。由于光路是可逆的，在月光穿过水面重新来到空气中时，发生了第二次折射。冒出水面的光线的出射角与原来进入水面时的光线的入射角相等。虽然不在一个对称轴上，但是仍呈镜像对称，如情况二所示。

这个时候，由于进入眼睛的折射光线确实来自被水底水面反射的光，所以眼睛看到的水中的月亮镜像是实像。并且由于水中的折射角小于空气中的折射角，所以看起来水里的月亮实像确实离水面的距离更近一些。

但是，由于我们眼睛感受到的既有水面月光发射形成的月亮虚像，也有水中月光折射形成的月亮实像，所以我们看水中月时，总会有月影朦胧之感。

诗词里的科学

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