明察秋毫(1)

人的眼睛是感知世界的最为重要的器官,但眼睛的分辩能是有限的。据科学研究,距人眼在25厘米处(明视距离)光线足够好的情况下,人眼能够分清的两点间的最小距离为0.1毫米,如果两点间的距离小于0.1毫米,人眼无法分辩,认为是一个点。

那么,对于更小尺寸,人是如何能够明察秋毫的呢?将微小放大,这是许多物理实验器材的一个原则。设计是很巧妙的、精妙的,不得不惊叹于人的聪明才智。如果能够将这些器材或实验的设计搞清楚,对于物理学习、原理的掌握将大有裨益。

物体是由于振动而产生的,如何才能看清物体是否振动呢?初中物理课本设计的实验是这样的,将一个悬着的乒乓球紧靠正在发声的音叉,你会发现乒乓球会被弹起,这就能证明音叉在振动。这种方法叫“转换法”,通过乒乓球将音叉的振动放大,以便于观察。这只是一个小例子,但蕴含着一条至为重要的原则,那就是“放大”,将微小的变化放大,放大到人的眼睛能够分辩的范围,这样才可以明察秋毫。

物体受力的作用会发生形变,形变程度大,一眼就可以看出,没什么问题,但当形变程度很小时怎么办?比如你用手压桌面,怎么才能看出桌面发生了形变呢?如下图:

一束激光从左侧射入到M反射到N再反射右侧的墙壁上,如果桌面受到一个向下的压力,直接观察桌面,无法看出其是否发生形变,但因为M、N的角度都随着桌面发生微小形变而改变了一点角度,通过两次反射“放大”后,在墙壁上的光斑就有很明显的移动,这就是将微小变化放大的一个例子。

为了探测引力波是否存在,美国国家自然科学基金会于上世纪90年代在路易斯安娜州利文斯顿和华盛顿州汉福德各建造了一个激光干涉引力波天文台(LIGO)。每个天文台都有两个长达4公里的测量臂,呈L型排列。

具体的工作以我是说不清的,但这两条互相垂直的测量臂在接受到引力波后,会发生形变(为什么要弄四公里长?因为引力波太小了,没有这么大的放大器根本发现不了测量臂是否发生了形变),根据网络资料,测得引力波时这四公里长的测量臂发生的形变为一个原子直径的万分之一。不得不为这种高度精密的仪器点个赞!

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,732评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,496评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,264评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,807评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,806评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,675评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,029评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,683评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,704评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,666评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,773评论 1 332
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,413评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,016评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,978评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,204评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,083评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,503评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 引言: 备受瞩目的引力波发现研究已经在国内各大媒体得到了广泛的报道,但这个涉及到科学技术、历史、科学家、甚至谬误与...
    知识分子阅读 300评论 0 1
  • 今天是儿童节,也是写感赏日记第100篇,是最值得纪念的日子。托孩子们的福,我们老师也放假一天。由于昨晚朋友提前请孩...
    旦子阅读 232评论 0 1
  • 微笑镌刻在嘴角 纯真挂满洁白的面庞 善意满含清彻的眼睛 爱心存于纯洁的心上 纤纤细手 是柔柔的风 把病人的伤痛熨烫...
    江南孤独客阅读 136评论 0 1
  • 才入伏几天,太阳就像接到指令一般,不晒个你死他亡,都对不起夏伏天的称号。路边水泥地晒得发白,草丛边的土坯打起了...
    爱吃草的猫73阅读 189评论 0 0