
许多物理书说到实像与虚像的区分,都只是说,实像可以在屏幕上显出,虚像无法在屏幕上显出。但这其实不是实像与虚像的内在分别,而只是一个外在表现。实际上,不用屏幕,也可以观察到实像。上图是灯泡经过凹面镜反射后,形成的实像。注意这里没有用屏幕。12 光从空气到水的折射

13 光从空气到水的折射

这次用的光束,比上一个照片中用的光束细。为什么不直接用细光束呢,大家猜?14 光穿过平板玻璃时的折射和反射

15 全反射

发散的几束光从左下角进入三棱镜。在三棱镜的上表面,最右边的两束光全部被反射。这个图还向我们显示出现象的连续性。因为,按照从左向右的次序,各光束的反射光越来越强,直到全部被反射。这个照片绝吧?16 凸透镜把平行光会聚到一点的原理

最上面的图是把两块棱镜和一块平板玻璃拼到一起,第二个图是把四块棱镜与一块平板玻璃拼到一起,最下图是柱面镜。这几个图教我们怎样理解透镜对光的作用:透镜可看成由许多棱镜组成。17 柱面镜对光的会聚作用

柱面镜把平行光会聚成一条亮线。18 小球撞到铁板时的反射

这是长时间曝光得到的照片。反射角等于入射角。它为什么要长时间曝光?因为作者是在讨论光的微粒模型。长时间曝光可以使小球呈现出的与光线的相似程度更高。19 用光的微粒模型解释折射现象

又是长时间曝光得到的照片。滚动的小球从高处的水平面,经过斜坡后,到达低处的水平面。小球的运动方向改变。这可以解释光从空气到玻璃的折射。20 折射时速度的变化

这次改用频闪照相,从而可以看出小球在高处与低处运动速度的大小关系。所以,用光的微粒模型解释折射时,为了与实际现象符合,必须认为水中的光速大于空气中的光速。我们现在知道,实际上,水中的光速比空气中的小。但在牛顿那时候,人们还根本无法测量或比较两种情况下的光速。水中的光速究竟是比空气中的大还是小?是那时代科学家心中的一个大疑问。
一个很奇妙案例供大家参考。 陀螺仪在当今社会应用很广,陀螺仪其中一个基本特性:定轴性,当陀螺转子以高速旋转时,在没有任何外力矩作用在陀螺仪上时,陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变,即指向一个固定的方向;同时反抗任何改变转子轴向的力量。这种物理现象称为陀螺仪的定轴性或稳定性。其实以上的基本特性描述是不严谨的,以上的基本特性描述是只有在转子轴向在大于0度小于90度范围内才可以成立的,在大于等于90度小于180度范围内是不成立的,在夹角等于90度时反抗任何改变转子轴向的力量大小和方向无法确定(有点像薛定谔的猫),当夹角稍微大于90度时反抗任何改变转子轴向的力量大小和方向确定,不在是保持陀螺仪的自转轴在惯性空间中的指向保持稳定不变,而是指向一个固定的相反方向,明显可以重复观察到,网上有卖金属倒立自动翻转陀螺可供参考,是最典型的实践证据。自动翻转陀螺在翻转的同时重心增高,势能变大,传统物理学理论无解。 陀螺仪的定轴性,在反抗任何改变转子轴向过程中如果不存在重力以外的外力,定轴性表现是和轴向角动量守恒是冲突的。研究结果可以理论个实验重新定义 时间 和 空间。