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诗词中的物理现象和物理知识运用
关于物理知识,我国古代的很多诗词中都有所涉及,今天我们为大家总结一下关于诗词中的物理现象和物理知识,从另一个侧面也有助于我们学科的交叉学习,用物理知识来解释诗词
去年今日此门中，人面桃花相映红。

人面不知何处去，桃花依旧笑春风。

这首诗是一首颇具浪漫、传奇色彩的七言绝句，诗名为《题都城南庄》，是唐朝诗人崔护所作。

关于这首诗的故事，《本事诗》和《唐诗纪事》对此都有所记载。

《本事诗》中记载云：博陵崔护，姿质甚美，而孤洁寡和。

举进士不第，清明日，独游都城南，得居人庄，一亩之宫，而花木丛萃，寂若无人。

扣门久之，有女子自门隙窥之，问曰：“谁耶？”以姓字对，曰：“寻春独行，酒渴求饮。

”女子以杯水至，开门，设床命坐。

独倚小桃斜柯伫立，而意属殊厚，妖姿媚态，绰有余妍。

崔以言挑之，不对，目注者久之。

崔辞去，送至门，如不胜情而入；崔亦眷盼而归。

嗣后绝不复至。

及来岁清明日，忽思之，情不可抑，径往寻之。

门墙如故，而以锁扃之，因题诗于左扉。

诗人抓住了“寻春遇艳”整个过程中最动人的一幕，少女的面颊被桃花映得粉红，格外动人。

“人面桃花相映红”，写出了艳若桃花的“人面”，衬出了少女光彩照人的面容，也表现出双方脉脉含情的场景。

“人面桃花相映红”的传神描写，也使人感到“人面不知何处去”，美好事物已经失去了的怅惘，生出许多感慨。

在“人面桃花相映红”这句诗中，桃花“夭夭其艳，灼灼其华”的原因，用物理光学知识来解释，是因为桃花反射了红光。

太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光组成的，在有光线照射的情况下，眼睛能看到的任何物体都是这物体的反射光进入视觉所形成的。

我们看到在同一种光线条件下，同一样景物具有各种不同的颜色，是因为物体的表面对色光具有不同的吸收光与反射光的能力。

反射光不同，眼睛就会看到不同的色彩。

物体只反射红色波长的光，而吸收了其他波长的光，那么这物体就是红色的。

依此类推，各种物体的色彩现象就是这样显现出来的。

桃花的表面将红光反射出来，送到我们的眼帘，我们便感觉到桃花是红的，桃花本身是不会发出红光的。

万紫千红总是春
万紫千红总是春
胜日寻芳泗水滨，无边光景一时新。

等闲识得东风面，万紫千红总是春。

这首《春日》诗，是南宋哲学家、思想家、教育家朱熹在游春踏青时所作。

诗中，“胜日”是指天气晴朗的好日子；“泗水”是山东省的一条河，是当年孔子教授弟子的地方；“等闲”是寻常、随便的意思。

春回大地，万象更新，和煦的东风催来百花盛开；粉红、淡白、明黄、碧绿、雪青、绛紫，绚丽多彩，争奇斗艳，给春天又带来了勃勃生机，诗人游春赏春的兴奋心情尽在诗中，胜于言表。

有学者分析说，朱熹写的这首游春诗，实际上是一首说理诗，因为宋室南渡，山东泗水已在金人掌握之中，朱熹未曾北上，如何能在此游春。

这里的“泗水”乃暗指孔门，“寻芳”即指求“圣人之道”，他是一位理学家，希望其道能行之久远。

我们读诗时，体会到的是诗中的艺术感染力，特别是“万紫千红总是春”这一句，把春天写活了，不愧为赞美春天的绝妙佳句。

“万紫千红”亦作“千红万紫”“万红千紫”，古诗文中用它来形容百花烂漫的句子有很多。

如：宋朝辛弃疾《水龙吟》词：“人间得意，千红万紫，转头春尽。

”《英烈传》二回：“春初花放，万红千紫斗芳菲。

”
在上一篇《诗词中的物理知识（18）》中，初步介绍了唐朝诗人崔护的诗句“人面桃花相映红”中有关“桃花为什么这样红”的光学知识。

花儿颜色的形成，有物理、化学、生物等方方面面的因素。

这里，从物理的角度谈一谈花儿为什么有各种颜色。

花和叶的细胞液里含有由葡萄糖变成的花青素。

万紫千红，绚丽多彩，都是花青素在不同的酸碱反应中所显示出来的。

太阳光经过三棱镜或水滴的折射，会分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。

酸性的花青素会吸收除红色外的其它色光，而把红色的光波反射出来，传到我们的眼睛，我们看到的便是鲜艳的红花；中性的花青素反射紫色的光波，碱性的花青素反射蓝色的光波；碱性较强，则成为蓝黑色；白花不含色素，但细胞组织会将各种光波全部反射出来，我们看到的便是白花。

不同的光具有不同的波长，红光波长长，紫光波长短。

光的波长越长，增热效应也越大。

花的组织，尤其是花瓣，一般都比较柔嫩，红光和黄光的增热效应比较大，花瓣正好能把阳光中的红光和黄光反射出去，不容易被灼伤，起了自我保护作用，所以在花儿中，红花和黄花比较多。

蓝花一般都生长在树林下、草丛间，反射短光波，吸收微弱的含增热效应大的长光波，这对它的生长是有利的。

而黑色的花能将各种光波全部吸收，容易受到热量伤害，经过长期的自然淘汰，黑色花的品种便少之又少了，因此就显得特别珍贵。

日出江花红胜火
江南好，风景旧曾谙。

日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。

能不忆江南。

唐代大诗人白居易（772－846），字乐天，号香山居士，于长庆二年(822)，出任杭州刺史。

开成三年（838）67岁时，写下了三首《忆江南》词。

上面这首是其中之一。

这个词牌原名《望江南》《梦江南》等，白居易题为《忆江南》，突出一个“忆”字，抒发了他对江南的怀恋之情。

词中的“江花”指江边的花，不是指江中的浪花；“蓝”是指一种叶子青绿，可制染料的蓝草。

《说文》中记载：“蓝，染青草也。

”
蓝色，古人叫青。

青草的“青”，青天的“青”，就是蓝色的意思。

如“青出于蓝而胜于蓝”这个成语中的“蓝”就是染料，它的意思是说，青色从染料中出来，而它的颜色却胜过染料本色，不是说青色胜过蓝色。

词中的“绿如蓝”，也不是说绿色如同蓝色一样。

这首词色调鲜丽，感情真挚，诗人借助比喻，渲染了江南春天多彩的景色。

看！红日升起，在阳光的映照下，江边明艳的鲜花比火还要红；春江水清波碧，水色绿得好象染料一样。

湖光山色如此绚丽，怎能叫人不怀念江南？
“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。

”这是一句经典名句，形象生动，意境优美，它不仅描写了大自然中的美丽风光，还包含着许多科学道理。

物理知识告诉我们，太阳光是电磁波，波长在380纳米--780纳米之间的电磁波又叫可见光，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成。

清晨日出的时候，日光是斜射到地面上的，穿过的大气层比较厚，大气层中弥漫着许多细小的微粒，不同颜色的光穿过空气的时候，散射的情况不同。

在可见光中，波长比较短的光，如蓝光、紫光大多被空气微粒散射掉；波长最长的是红光，不容易被散射。

因此，红光比其他色光透射得更远，我们在早晨看到的太阳是红彤彤的。

当旭日从地平线上冉冉升起，红艳艳的阳光洒满了江岸，辉映着岸边的景物，便呈现出一幅“江花红胜火”的景色。

正因为红光的波长最长，橙色和黄色光的波长次之，射到水面上时，它们不受水的阻碍，容易透过江水。

而蓝色和绿色光的波长比较短，在水中只能透入很浅的地方，遇到水的阻碍时，会强烈地散射和反射，在人的眼睛里就呈现出“江水绿如蓝”的景象。

唐朝诗人张籍在他的《春别曲》中，也有一句诗“长江春水绿堪染，莲叶出水大如钱”，把春水的绿比喻成好像染过一样，即是同样的道理。

海上明月共潮生
春江潮水连海平，海上明月共潮生。

滟滟随波千万里，何处春江无月明。

这是唐朝诗人张若虚写的长诗《春江花月夜》中的四句。

中宗神龙（718～718）年间，他与贺知章、张旭、包融并称“吴中四士”，以文词俊秀驰名于京。

这首《春江花月夜》是一篇脍炙人口的名作，千百年来流传，被闻一多先生誉为“诗中的诗，顶峰上的顶峰”。

诗篇的题目就令人心驰神往，春江、春花、春月、春夜，这几种事物集中体现了自然与人生最动人的美景，构成了奇妙的艺术境界，描绘出一幅春江月夜的美丽画面。

“春江潮水连海平，海上明月共潮生”。

江潮浩瀚无涯，气势宏伟；明月随潮共生，景象壮观。

这两句诗在艺术上是千古绝唱，在科学上也说明了海潮与月亮之间存在着密切的关系。

“月有盈亏圆缺”，海有涨潮落潮，大海中的海水每天都按时涨落起伏变化。

古时，人们把白天的涨落称为“潮”，夜间的涨落叫做“汐”，合起来叫做“潮汐”。

潮汐现象使海面有规律的起伏着。

我国古代科学家经过长期观测，已经发现了海洋的潮汐现象与月亮的盈亏圆缺之间有着密切的关系。

唐朝的窦叔蒙是我国古代著名的潮汐学家，所撰的《海涛志》是史籍所载最早的潮汐学专著，他为我国海洋潮汐学的发展做出了贡献。

专著中论述了海洋潮汐涨落的循环规律，对一个朔望月里潮汐与月亮的对应变化作了具体描述，指出海洋潮汐的规律是随着月亮运行的轨道变化而变化的：在一个朔望月（农历月）中，有两次大潮时间，分别发生在朔和望（阴历的初一和十五），有两次小潮时间，分别发生在上、下弦（阴历的初七、初八和二十二、二十三）。

朔望时潮汐最大，从朔望后的第三天开始减小。

潮汐的变化周而复始。

物理学家牛顿通过对行星运动规律的研究，于1687年发表了万有引力定律，人们才明白了潮汐现象是海水受太阳、月亮的引力作用而形成的道理。

根据万有引力定律，任何两个物体之间都是相互吸引的；引力的大小，与两个物体的质量乘积成正比，而与它们距离的平方成反比。

两个物体的质量越大，彼此的引力就越大；两个物体间距离越远，则彼此的引力越小。

地球绕太阳一周的时间是一年，月亮绕地球一周为一个月。

地球与月亮之间，彼此都有吸引力。

它们处于不停的转动中，又会产生与引力方向相反的离心力，而且两个力的大小相等，因此处于平衡状态。

可是，地球表面每个质点受月亮的引力大小并不一样，有的地方，引力大于离心力；有的地方小于离心力，它们的两个力之间的差值，就是产生潮汐现象的引潮力。

地球上各地的引潮力随地、月之间的距离远近而变化，加上地球本身也在不停的自转，距离随时在变化。

所以，各地在不同的时间，潮汐涨落的大小是不同的。

吟诵着优美诗句，学学物理知识，更有利于提高学习语文和物理的兴趣。

坐看牵牛织女星
银烛秋光冷画屏，轻罗小扇扑流萤。

天阶夜色凉如水，坐看牵牛织女星。

这是唐朝大诗人杜牧著名的《秋夕》诗，描写秋夕之夜，寒意袭人，满怀心事的宫女坐在台阶上，轻摇团扇，仰望着天河中牛郎织女星的情景。

农历七月初七，俗称“七夕节”，也称“乞巧节”或“女儿节”，是中国传统节日中最具浪漫色彩的一个节日。

民间传说，织女是天帝的女儿，美丽聪明、心灵手巧。

她私自下凡与牛郎相爱，生育了一对儿女，男耕女织，生活非常美满。

王母娘娘知道后大怒，强行把他们隔
离在天河两边，两人只能面对面哭泣。

忠贞的爱情感动了喜鹊，千万只喜鹊飞来，搭成彩色桥，让牛郎织女走上鹊桥相会。

王母娘娘无可奈何，只好允许织女在每年的农历七月初七与牛郎和儿女相会一次。

这个美丽动人的神话故事，和孟姜女、梁山伯与祝英台、白蛇传一起，成为我国千古流传的四大民间爱情传说，引起古今多少诗人的咏叹。

除了杜牧的《秋夕》诗外，脍炙人口、传诵不衰的绝唱，应是北宋词家秦观的这首词《鹊桥仙》了：
纤云弄巧，飞星传恨，银汉迢迢暗渡。

金风玉露一相逢，便胜却人间无数。

柔情似水，佳期如梦。

忍顾鹊桥归路。

两情若是久长时，又岂在朝朝暮暮。

词中有抒情，有议论，融汇情、景、理，悲哀中有欢乐，欢乐中有悲哀，悲欢离合，起伏跌宕。

明人沈际飞评论说：“(世人咏)七夕，往往以双星会少离多为恨，而此词独谓情长不在朝暮，化朽腐为神奇！”
传说在七夕的夜晚，人们抬头可以看到牛郎织女在银河相会，在瓜果架下可以偷听到两人在天上相会时的脉脉情话。

如今，对对情人也会在七夕这天晚上，怀着美好的愿望，仰望星空，祈祷爱情忠贞不渝。

“七夕节”也逐步演变为中国具有民族特色的情人节。

也有学者称，将“七夕节”称为“中国情人节”不妥，应称为“中国爱情节”。

那么，牛郎织女星在哪里呢？它们能够相会吗？
在晴朗的夏秋夜空，可以看见一条白茫茫的银河横贯南北，它是由无数密集的小星星构成的。

隔河两边，各有一颗闪亮的星星，遥遥相对。

织女星是其中最亮的一颗，呈青白色，位于银河西北边。

下方有四颗较暗的星星，组成一个平行四边形，就是神话传说中织女的织布机。

另一颗亮星呈微黄色，位于织女星的南偏东，即银河的东南边，为牛郎星，也叫牵牛星。

两边各有一颗小星与牛郎星的距离相等，叫挑担星（阿拉伯人把这三颗星叫做天平星），神话传说是牛郎挑着的一对儿女。

天文学知识告诉我们，牛郎星、织女星和太阳一样，都是发光发热的恒星。

牛郎星的光辉是太阳的10倍多，织女星的光辉是太阳的50倍。

天文学上表示距离的单位是光年，即光在真空中一年走过的距离。

光的速度是每秒30万千米，一光年大约是9.5万亿千米。

经测定，牛郎星距离地球16光年，织女星距离地球26光年，可知，牛郎星的光射到地球上要16年，织女星的光射到地球上要26年，而太阳光从太阳射到地球上才只需8分18秒。

两星之间的距离有16光年，电波传输的速度与光速相同，假设牛郎给织女打个手机，织女也要等到16年后才能听到牛郎的声音。

因此牛郎织女永远没有相遇的机会，每年的“七夕相会”，也是根本不可能发生的。

正如汉代《古诗十九首之一》所云：
迢迢牵牛星，皎皎河汉女。

纤纤擢素手，札札弄机杼。

终日不成章，泣涕零如雨。

河汉清且浅，相去复几许？
盈盈一水间，脉脉不得语。

野渡无人舟自横
独怜幽草涧边生，上有黄鹂深树鸣。

春潮带雨晚来急，野渡无人舟自横。

这首优美的山水诗名篇《滁州西涧》，是唐代诗人韦应物（737—约792）在德宗建中二年（781）出任滁州（今安徽滁州市）刺史期间所作，西涧在滁州城西郊野。

诗中描写了诗人春游西涧赏景和晚上下雨时在野外渡口的所见。

虽然树上有黄莺在鸣叫，但诗人还是独爱自甘寂寞的涧边幽草，表现了一种恬淡的胸襟。

后两句又如一幅图画耐人寻味，郊野的渡口拴着无人的小船，在晚潮和春雨形成的湍急小河中，横在水里，随波荡漾。

这里有一个有趣的问题，野渡无人时，为什么会“舟自横”呢？
200年后，曾任宋朝宰相的寇准在19岁（980）进士及第，在初知巴东县（今湖北巴东县西北）登高楼眺望时，也作了一首五言律诗《春日登楼怀归》。

诗中也描绘了“渡口舟横”的景色：
高楼聊引望，杳杳一川平。

野水无人渡，孤舟尽日横。

荒村生断霭，古寺语流莺。

旧业遥清渭，沉思忽自惊。

我国古代文学名著《三国演义》的第四十九回“七星坛诸葛祭风，三江口周瑜纵火”，对这一现象也有一段颇精彩的描述。

孔明“借”得东风后，周瑜急唤帐前护军校尉丁奉、徐盛二将各带一百人，分水陆两路追杀孔明。

遥望前船不远……徐盛见前船无篷，只顾赶去。

看看至近，赵云拈弓搭箭……箭到处，射断徐盛船上篷索。

那篷堕落下水，其船便横。

赵云却教自己船上拽起满帆，乘顺风而去，其船如飞，追之不及。

这段话描写了一条在湍急的河流中，帆落下后，失去风力推动而不能行驶的小船只好横在河面上这一自然现象。

为什么在河中荡漾的小船总是横在河面上呢？因为小船要处于一个平衡的位置，这是一个流体运动中物体的稳定性问题。

先看一般物体在静力作用下平衡的力学原理。

例如，直立在桌子上的一根细杆，处于不稳定的平衡位置，当它受到些微扰动后，重力形成的力矩将使它偏离平衡位置；而细杆悬挂时平衡是稳定的，当它受到扰动后，重力形成的力矩会使之恢复平衡位置。

对运动流体中物体平衡稳定性的精确分析，计算其产生的合力和合力矩比较复杂。

经过许多力学家的持续努力，直到19世纪末、20世纪初才得到解决。

我国力学家用近代流体力学来精确分析韦应物等人所观察到的现象，将小船简化成一个细长椭圆柱体，研究理想不可压缩流体绕椭圆柱体的二维流动问题，计算出流体对椭圆柱体的作用力和力矩，找到了其稳定的相对平衡位置。

为检验分析是否正确，力学家又在天津大学的流体力学实验室回流式水槽中进行了实验。

实验模型是一只椭圆柱体小木船，长轴10厘米，短轴5厘米，高2.5厘米。

实验中的水流速度采用激光测速仪（LDV）测速，流动显示采用氢气泡法显示，实验过程用摄像机进行记录。

开启水泵使水流动，可以看到小木船横在水面上，这时椭圆柱体的长轴与水流方向垂直；用外力改变小木船与水流方向的夹角，然后撤去外力，小木船又重新横在水面上；用外力使小木船与水流方向平行，撤去外力后，小木船在这个位置上出现短暂平衡后，又横在水面上。

改变水流的速度，重复以上实验，都可以说明长轴与水流方向平行是不稳定的平衡位置，长轴与水流方向相垂直时是稳定的平衡位置。

关于小船平衡稳定性的分析，对航行中的小船也是适用的。

一个不善于划船的生手，总是难以使小船笔直航行，船往往会在水里打转转
举杯邀明月，对影成三人——这里“明月”是因为月球反射阳光，三“人”中其中的一“人”是由于光的直线传播形成的。

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。

——从物理学角度看，包含的物理知识有参照物，光的直线传播，发声体在振动，声音靠介质传播
庐山以秀美的风景闻名于世，唐代诗人李白在《望庐山瀑布》一诗中写道“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川，飞流直下三千尺，疑是银河落九天”——从物理学的角度来看，形成“烟”的过程是吸热过程，“烟”是液化形成的，“飞流直下”的水的动能在增加。

“飞流直下”的水的重力势能在减小。

黑云压城城欲摧，山雨欲来风满楼——夏季，由于地面受太阳光的强辐射，地面的湿热空气急剧膨胀，空气由于密度变小而迅速上升，形成很强的湿热气流。

上升气流到达低温的高空，就迅速变成饱和汽，形成黑黝黝的乌云。

气流的急剧流动又形成大风，故暴雨之前往往“风满楼”。

飓风驱动云层急剧运动，云层中的强电场使空气电离发生火花放电，隆隆的雷声，闪闪的电光，大有“城欲摧”之势。

唐朝诗人李益有一首诗叫《喜见外弟又言别》，其中描写道：“十年离乱后，长大一相逢，问姓惊初见，称名忆旧容——从“问姓”中想起初见的“旧容”，可见声音中有一种特征让诗人唤起了十年前的记忆，这种特征是音色
人面桃花相映红——这句诗中，用光学知识解释桃花桃花吸收除红光以外的色光而只反射红光。

在历代诗人们赞美桂林山水的诗篇中写有“群峰倒影山浮水，无山无水不入神”的著名诗句——诗中写的“倒影”是由于光的反射现象形成的。

清澈见底的漓江看起来比实际浅，是由于光的折射现象形成的。