趣味物理科学

目 录

一、看照片的艺术

二、水下侦察兵

三、赌场中诞生的科学

四、太阳是如何形成的

五、奇妙的氢

六、三个错误的推理获得诺贝尔奖

七、伽利略与自由落体

八、惯性故事—萨尔维阿蒂大船

九、牛顿与苹果的故事

十、金属环的膨胀和生锈的螺母

十一、拉普拉斯冰量热器

十二、显微镜的发明故事

十三、望远镜的发明故事

十四、汤姆生与电子的发现

十五、卡文迪许的轶事

一、看照片的艺术

其实，即使在今天，许多人对照相还并没有多少了解，譬如说，就很少有人知道拍好的照片应该怎样看。你一定以为这根本没有什么怎样看的问题：把照片拿在手上看就是了。但是事实上并不这么简单。照片跟许多日常接触的东西一样，虽然接触很多，但是我们却不知道正确对待它。大多数的摄影师和爱好摄影的人——更不用提一般人——在看照片的时候，完全不是用正确的方法看的。发明照相术已经将近100年了，竟还有不少的人不知道应该怎样看他的照片。

照相机在构造上说，等于一只大眼睛：在它的毛玻璃上显出的像的大小，要根据透镜跟被拍物体之间的距离来决定。照相机拍下来的底片上的像，就跟我们用一只眼睛（注意：一只眼睛！）放在镜头的位置上所看到的相同。因此，假如我们想从照片上得到跟原物完全相

同的视觉上的印象，我们就应该： 1．只用一只眼睛来看照片，2.把照片放在眼前的适当距离上。

如果我们用两只眼睛看照片，我们一定会看到前面只是一幅平面的图画，而不是有远近不同的图画。这一点是不难理解的。因为这是根据我们视觉的特性看到的现象。我们看一个立体的东西，两眼视网膜上所得到的像是不相同的，右眼看到的跟左眼看到的并不完全一样；正是这个不完全一样的像，才使我们能够感觉到东西是立体的而不是平面的，在我们的意识里会把这两个不同的像融合成一个凸起的形象。假如在我们面前只是一个平面的东西,譬如一堵墙壁,那时候情形就完全不同,那时候两只眼睛会看到完全相同的像，这样我们的意识里就知道它是平面的。现在我们就可以明白，假如我们用两只眼睛来看照片是犯了什么样的错误，这样做就等于我们要自己感觉到前面是一幅平面的图画！我们把应该只给一只眼睛看的照片交给两只眼睛看，就妨碍了自己看到照片上应该看到的东西，因此，照相机这么完善地照出来的像，就给这个大意的行动完全破坏了。

应该把照片放在多远的地方看。

第二条规则也同样重要，——应该把照片放在眼前的适当距离上来看，否则，也要破坏正确的形象。这个距离究竟应该多大呢？如果要得到一个完全的印象，照片所夹的视角应该跟照相机的镜头望到毛玻璃上的像所夹的视角一样，或者也可以这样说，应该跟照相机的镜头望到被拍的东西的视角一样。从这里可以找到应该把照片放在多远来看的答案：换句话说，我们应该把照片放在眼前大约等于镜头焦距的距离上。

假如我们注意到大多数小照相机的镜头焦距多是12～15厘米，那我们就可以知道，我们向来没有把照片放在正确的距离上来看：对于正常的眼睛，看东西最清楚的距离——明视距离——大约是25厘米，这个数目几乎等于照相机镜头焦距的2倍。至于挂在墙壁上的照片，因为人们都是从更远的距离上来看的，自然也只给人一种平面的感觉了。

只有患近视的人（以及能够在近距离看得清楚的孩子们），他们的明视距离比较短，在用正确的方法（用一只眼睛）看一张普通照片的时候，才会看到这种效果。他们按习惯把照片拿在眼前12～15厘米的地方，因此他们看到的不是单纯平面的图画，而是像在实体镜里看到的那种立体形象了。

现在我相信读者一定会同意，过去由于自己的无知，没有能够从照片上得到它所能够提供给我们的全部效果，以致时常埋怨照片的呆板平淡。全部问题在于我们没有能够学会把眼睛放在照片前面的适当距离上，而且用了两只眼睛去看那种只预备给一只眼睛看的东西。

放大镜的惊人作用。

方才我们说过，患近视的人会把照片上的像看成立体的。那么，有正常视力的人要怎么办呢？他们不能把照片放得离眼很近。还好，幸亏放大镜帮助他们解决了这个困难。如果透过一面放大率2倍的放大镜去看照片，他们就很容易得到方才所说患近视的人所得到的便利，就是可以不必使两眼过分紧张就能够看出照片的立体形象。这样看到的照片上的像跟我们通常从远距离用两只眼睛所看到的照片上的像，有极大的不同。这个看普通照片的方法，几乎可以代替实体镜。为什么用一只眼睛透过放大镜看照片，会看到它的立体形象，现在已经明白了。

读者现在已经明白，这个事实一点也不会使实体镜的理论有什么动摇。玩具店发售的“画片镜”也是根据同一原理制造成功的。用一只眼睛透过这个小巧玩具里的放大镜来看里面的普通风景照片，已经可以得到立体的形象了。一般还喜欢把照片里比较前面的物体剪出来，放在照片前面，我们的眼睛对于近距离物体的立体形象是很敏感的，而对于那比较远的物体的立体形象感觉得比较迟钝，因此整个立体形象也就更加强了。

照片的放大。

能不能让正常的眼睛不用放大镜就能正确地看到照片上的立体形象呢？这是完全能够的，只要拍照的时候用一只焦距大一点儿的镜箱就行了，只要用焦距25～30厘米的镜箱，拍出的照片就可以拿在普通的明视距离上来看（用一只眼睛）——这时候照片就会显出适当的立体形象。

我们还可以拍这样的照片，使你即使用两只眼睛从远距离来看，也不是平面的形象。我们前面已经说过，如果左右两眼从一个物体上得到两个相同的形象，就会感到这是一个平面的画面。但是这种两眼看到的差别随着距离的增加很快地减低下来。实验告诉我们，用焦距70厘米的镜箱拍出来的照片，直接用两只眼睛看仍旧可以看得出立体形象。但是，要照相机全都是长焦距的，也是一件很不便当的事情。因此我们再提出另外一个办法，就是把普通照相机拍得的照片放大。照片经过放大以后，看照片的正确距离也随着加大了。譬如把焦距15厘米的镜箱拍得的照片放大4倍或5倍，那就可以得到所要求的效果了：放大以后的照片已经可以用两只眼睛从60～75厘米的距离上来看了。放大的照片上可能有一些模糊不清的地方，但是并不会有什么不好的，因为从远距离上看，这些地方是并不鲜明的；而从得到立体形象这方面来说，无疑是成功的。