孩子问:水是透明,那我们是怎么看到的?看我如何机智解答

  • 水是透明,人的眼睛是看不到的。就像你看不到空气,因为空气也是透明。

但是生活中我们明明能看到水。

我们怎么看到的?

什么是透明的?

看到的不是水又是什么?

眼见真的为实吗?

  • 人体是通过眼睛看到事物。

所以要搞清楚这个问题之前,我们先要简单了解人的眼睛是如何看到东西的?

晚上半夜我们起来上厕所,如果没有光线,也不开灯,只能凭着我们对家里的布局和物体摆放的位置的记忆来判断路线,经常撞到东西。白天的时候如果我们被关到一个小黑屋里也同样伸手不见五指。

我们都有晚上关灯躺床上玩手机的习惯,特别有些同学喜欢看小说的,夜间模式,屏幕调到最暗,我们可以看到手机屏幕上的字,而除了手机,周围同样什么也看不到。

为什么我们白天能看到东西呢?白天有光!晚上能看见手机屏幕,是因为手机自己发光呀!

通过这几个例子我想简单告诉大家:

我们眼睛接收的不是事物,接收的是光。我们眼球是通过太阳光或者灯光照射到不发光的物体,然后不发光的物体把光反射到我们眼睛里,通过眼球成像原理,告诉我们我们看到的是什么物体。而我们晚上能看到手机屏幕,是因为手机屏幕自发光,直接把光射到我们眼睛里。

眼球成像原理这里不讲,有兴趣的同学可以查找一下资料。我们只需要记住:

  • 我们接收到的是光,不是物体本身。

  • 水是透明的,那什么是透明的?

透明是个形容词,我们通常说“XXXX是透明的”或者“透明的XXX”。比如透明的物体也叫透明体,它的含义是光线能透过的物体。透明的含义:光线能穿过的。从物理的角度讲透明是指“透光率”非常的高。高到光照射之后小部分反射回来的光不足以让我们的眼球成像。

上面我们讲了,我们眼球接收的是光。因为水的“透光率”高所以大部分的光会直接穿过去,不会形成反射所以,我们是看不到水的。

那我们看到的不是水是什么?

  • 我们来做个实验,请判断下面哪张图里有水?

图1

图2

大家可能都知道图1里有水,图2没有水。

很奇怪,筷子明明是直的为什么放水里好像变成弯的或者说好像被折了。

我们刚才说过我们眼睛接收的是光,我们把放水里的筷子拿出来,发现筷子还是直的。那筷子没问题,那就是筷子反射回来的光出现问题了。

我们先想一下筷子光反射回来的路径:照到筷子的光反射,先经过在水中传播,再经过空气,然后进入到我们的眼睛里。看下图铅笔弯折的区域是水和空气的交界处。水下部分的铅笔错位了。是水里反射回来的光发生了改变,好像物体在水中被折断了,这个光的改变物理里叫:光的折射。

回到刚才的筷子,看下图:光的折射让我们认为筷子往上折了。

至于为什么光会发生折射,这里不重点讲了,这个跟我们判断水是否能看见关系不大。大家像了解可以查阅资料。简单说说:从上图我们也能看出来,折射发生在空气和水的交界处,空气和水是两种不同的物质,我们管能传播光,或者说通光的物质叫做介质,光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。

回到图1,我们是因为筷子发生了弯折,所以判断出来的图1有水。但大家真的看到水了吗?或者说看到水这种物质本身?我们并没有,我们是通过判断水使光线发生折射,我们的眼睛接收光从物体反射过来的折射光线,所以判断到水的存在,所以水是看不见的。

有的人说:我没看到水里的东西弯折了,但我也能看到水,就像我能看到大海,大海里面都是水。就像下图:碗面那一圈,沿着碗都是水,满满的一碗水。下面我解释一下。

  • 接着看图:

仔细看下图中画红圈的位置,是不是和之前上面的图1有什么区别。因为图1那个地方被我P了。

图3

图1

如果你看的图是我没P国的图3,可能不需要判断筷子弯折,就能判断有水!从红圈的位置判断出有水,而且是不是好像看到水了?

问题来了:

为什么我P了红圈位置之后,你也能通过水的折射判断出有水,但是看不到物质水本身。而还原之后你好像能看到水,其实我P掉的不是水,是筷子与水分割的界面。就像你看下面右边的碗,你并不是看到水这种物质,是你看到的了水的界面,一个圆形的界面,你还是看不到水。

如果还是无法区分请看下面几张图:

能否判断瓶里有水还是没水?

我把遮挡水的界面的图拿掉,你再判断一下,瓶里是否有水,你看到的是水还是界面?

  • 延伸:

通过我们可以观察到水的界面,我们可以反过来思考一下。空气是看不见的。那我们能否看到空气的界面?我们在空气中看水的界面,那如果想看空气的界面就需要到在水中找到空气。

我们往水里注入空气,也可以用吸管在往水里吹气。看下图:

我们看到的气泡就是空气与水的界面。

但是如果水里或者海底没有气泡,没有界面,你是看不到水的。请看下图你是否看到水了?

  • 所以我们是看不到水的,看到的是水的折射,水的界面