专题06 物理学与文史哲情缘-社会生活中寻物理足迹的案例小集

《枫桥夜泊》中的物理 务川民族中学 李子 唐诗人张继的《枫桥夜泊》：“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”是一首脍炙人口的千古名作。《枫桥夜泊》的艺术价值，在于描绘了一幅色彩鲜明、情景交融的夜泊图画，抒发了一种从未有过的情怀。从视觉、听觉、触觉三方面描绘了秋江夜泊的环境和诗人的感觉。 寒山寺位于苏州阀门外的枫桥镇，建于六朝梁天监年间（502~519年），距今已有1400多年的历史。梁时原名“妙利普明塔院”。到唐贞观年间，浙江天台山的高僧寒山和拾得，来到这里当住持，才改名“寒山寺”。 “月落乌啼霜满天”残月西沉，令人压抑；乌啼凄哀，催人泪下；霜华满天，寒气逼人。“霜满天”造语奇崛，本来，秋霜落地，凛然生寒，这是自然现象；可是在心绪悲凉的诗人看来似乎繁霜满天，寒意逼人，颇有凄神寒骨、心灰意冷之感。写秋霜弥漫，冷风凄凄，实乃传达诗人的凄冷心绪。尤其刺耳的是“乌啼”，本来，它就是凶险、不祥、不利的预兆。 秋寒霜重，夜籁人静。那么“霜满天”这种现象合理吗？我们得从霜的成因分析：在寒冷季节的清晨，草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。人们常常把这种现象叫“下霜”。每年十月下旬，总有“霜降”这个节气。我们看到过降雪，也看到过降雨，可是谁也没有看到过降霜。其实，霜不是从天空降下来的，而是在近地面层的空气里形成的。霜的形成不仅和当时的天气条件有关，而且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面的温度很低，而物体表面附近的空气温度却比较高，那么在空气和物体表面之间有一个温度差，如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却（辐射冷却是指物件透过辐射散去热能的过程）造成的，则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却，达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0℃以下，则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶，这就是霜。因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。另外，云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的，天空有云不利于霜的形成，因此，霜大都出现在晴朗的夜晚，也就是地面辐射冷却强烈的时候。此外，风对于霜的形成也有影响。有微风的时候，空气缓慢地流过冷物体表面，不断地供应着水汽，有利于霜的形成。但是，风大的时候，由于空气流动得很快，接触冷物体表面的时间太短，同时风大的时候，上下层的空气容易互相混合，不利于温度降低，从而也会妨碍霜的形成。大致说来，当风速达到3级或3级以上时，霜就不容易形成了。 因此，霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。霜的形成，不仅和上述天气条件有关，而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的物体表面上形成的，物体表面越容易辐射散热并迅速冷却，在它上面就越容易形成霜。这就是说，一种物体，如果与其质量相比，表面积相对大的，那么在它上面就容易形成霜。草叶很轻，表面积却较大，所以草叶上就容易形成霜。另外，物体表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于辐射散热，所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜。从物理角度看，“霜满天”是不合理的。 “夜半钟声到客船”，突出钟声清旷悠扬，惊心动魄的特点。本来，夜半钟声是向四面八方传播扩散的，可是在愁眠不展的诗人听来似乎格外响亮，格外刺耳，似乎是专冲着困顿潦倒的诗人而来的，故而有“到”客船而不到别处的感受。显然，钟声无形无情，如此却有情有势，负载了一层浓得化不开的愁苦，似乎充盈天地，溢满胸怀的全是羁旅离愁。寒山古刹的钟声就这样一声接一声回荡在枫桥的夜空，弥漫在文人的心头，它敲响的是漂泊流浪之音，它划破的是清空寂寥之雾，它甚至穿越时空，飘飘荡荡，向现在也向未来诉说着一个个动人心魄的人生故事。 远处寒山寺的钟声能传到枫桥江畔吗？是否是诗人的臆造呢？ 探究表明：气温影响空气的疏密程度，气温高，空气的疏密程度小，则声音传播的速度大；反之，气温低则空气的疏密程度大，声速小。声音在空气中传播时总爱拣温度低的路径，当遇到温度高的空气时，声音便偏向温度低的区域。当某区域的气温变化比较复杂，声音便会一会儿拐向高空，一会儿拐向地面。这样便会形成奇特的声音跳跃现象。深夜，寺内气温较高而枫桥河畔的气温较低，寒山寺的钟声便可传到数里外的枫桥河畔就不足为怪了。 2018资源大赛官网：http://www.zxxk.com/topic/2018/xkwzyds $$ 置身于中国成语中的物理知识 务川民族中学 李子 大量例证说明了“物理是关于万物之理的学问”并不为过。在中国语言当中，也是得到了很大的体现。仔细研究某些汉语成语可以发现，有些汉语成语蕴涵着深刻的物理原理。在物理和语文课堂教学中相互渗透相关的知识，不仅可使课堂教学生动、活跃，激发和培养学生的学习兴趣，而且有利于突破学科本位，淡化学科界限，强化知识渗透。如此，对学生综合知识结构的构建有很大的