诗词与物理

诗词中的物理知识（01）——诗词与物理己丑斋主人常常有人问我，你是一位高中物理教师，为什么会迷上诗词楹联呢？我根据自己的感受，写了下面这副对联：形象思维、逻辑思维，相互支持，相互依存，好比一双翅膀，岂能偏废人文科学、自然科学，追求知识，追求真理，正如两个车轮，不可失衡在我刚出版的对联专著《经华联梦》中有一篇文章《对联情》，其中有这么一段话，谈了我一边进行物理教学，一边潜心研究楹联艺术的乐趣：“……数十余年，历经坎坷，但嗜爱联句。

后就读数理专业，旋于南平一中任教，凡十七年，沉湎公式定律之奥，探求推理演绎之美，享受物理教学之趣，倾心科学殿堂之奇。

因臻文理相融，大脑左右平衡开发，平时钟情联艺，广搜联句，遍购联书，求教联师，自学自撰，自悟自赏，为人生快事一桩也。

”古典诗词是中华民族优秀传统文化中的瑰宝，博大精深，意存高远。

许多诗词不仅以精湛的文学艺术价值而脍炙人口，千古流传，还蕴含着深刻的哲理，蕴含着丰富的自然科学知识与多彩的物理现象。

学一点古诗文，有利于陶冶情操，加强修养，丰富情感。

在物理教学中引入诗词佳句，探究诗词中所描述的自然现象与物理规律，使文学知识和物理知识互相渗透，可以极大地激发学生的学习兴趣。

比如：讲授物理分子运动论的知识时，可引用王安石的《梅花》诗：“墙角数枝梅，凌寒独自开。

遥知不知雪，为有暗香来”；讲授物理相对运动、参照物的知识时，可引用陈与义的《襄邑道中》诗：“飞花两岸照晚虹，百里榆堤半日风。

卧看满天云不动，不知云与我俱东。

”等等。

从今天起，在我的博客里，将不定期地写些短文，结合对古典诗词的赏析，谈谈诗句中蕴含的物理知识，欢迎老师、同学们阅读与指正。

以上，算是个“开场白”。

诗词中的物理知识（02）——忽见清辉映月阑正月十五的圆月是今年最小的圆月元宵节刚过，“灯树千光照，明月逐人来”（唐•苏道味）；“月色灯山满帝都，香车宝盖隘通衢”（唐•李商隐）；“正怜火树千春妍，忽见清辉映月阑”（清•唐顺之）等描写元宵月亮的名诗佳句还在心中品味，可是，您知道吗，今年正月十五的圆月是2007年中最小的圆月。

月亮绕地球公转的轨道是一个椭圆形，地球在这个椭圆的一个焦点上。

月亮距离地球最远的距离(远地点)是405500千米，最近的距离(近地点)是363300千米，月球距离地球最远比最近时多4万多千米。

人的视觉反映物体的远近距离，有一个“近大远小”的透视原理。

这是客观世界的规律和视觉器官的结构使我们确立的空间观念，我们对视觉信息会习惯性判断。

同样大小的物体，靠近我们的则显得高大；距离我们远的，则感觉矮小，这是形体透视规律所造成的。

比如汽车离我们奔驰远去，我们看见的汽车越来越小。

因为月亮离地球的距离是不断变化的，所以在地球上一个月里每天见到的月亮大小是不相同的，月亮每隔14天左右便会经历一次由大到小，或由小到大的转变。

同样是满月，月球在地球的远地点与近地点相比时，月亮的视直径要大14%，视面积要大30%，即看见的大月亮圆盘面积是小月亮的1.3倍。

今年正月十五元宵夜，月亮处在狮子座，是运行至地球“远地点”的第三天，所以月亮看上去会比往年缩小10%左右，是2007年中最小的圆月。

晚上20：00后，月亮与狮子座共同升入东南方天空，月亮地平高度约20度。

天上一轮明月，人间万家灯火，互相辉映，融为一体，为佳节增添了和谐美景。

同样，今年中秋节时，月亮与地球的距离也是自1993年以来每年中秋节最远的一次，所以今年我们将看见的中秋明月，也是自1993年以来“最小”的一次。

今年最大的圆月要等到10月26日（九月十六）和11月24日（十月十五）。

诗词中的物理知识（03）——日有食之今天发生日偏食今天上午，我国境内大部分地区在上午9时至11时之间观测到了“日偏食”的天象奇观。

当月球运行到太阳与地球之间，三个天体连成一条直线时，月球就会把太阳光遮挡住。

如果太阳光被全部遮挡住，就发生日全食；被遮挡住一部分，就发生日偏食；太阳中央部分被遮挡住，就发生日环食。

日食、月食是太阳光在天体中沿直线传播的典型例证。

月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食，发生日食需要满足两个条件。

其一，日食总是发生在朔日（农历初一）；其二，不是所有朔日必定发生日食。

月球运行的轨道（白道）和太阳运行的轨道（黄道）并不在一个平面上，白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。

如果在朔日，太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近，太阳离交点处有一定的角度，才能发生日食。

我国最早的日食记录，见于《尚书•胤征》：“乃季秋月朔，辰弗集于房，……瞽（瞎）奏鼓，啬夫驰，遮人走……。

”描写了当时还没有认识日食自然规律的人们惊慌失措，鸣鼓奔走的情况。

据考证，这次日食大约发生于夏代仲康时期，约公元前2137年10月22日。

在出土的商代甲骨卜辞中，被认定的日食记载有五次，记录了发生在公元前14世纪至公元前12世纪之间的日食。

《诗经》是我国第一部诗歌总集，共收入自西周初期（公元前十一世纪）至春秋中叶（公元前六世纪）约500余年间的诗歌305篇。

其中的《小雅》部分有一篇《十月之交》，以诗歌的形式详细记载了日食发生的情况：“十月之交，朔月辛卯，日有食之，亦孔之丑”。

诗中的“朔”，即指农历每月初一。

据天文学家推算，公元前776年9月6日为十月初一，正是辛卯日，这天早上七时到八时，确实发生过日食，和《诗经》中的描写完全吻合。

“日食”（即“日有食之”）一词，最早也出现在这首诗中。

我国的天文学历史悠久，成就辉煌。

从春秋时代到清代乾隆年间，史书上记录的日食发生情况就有近千次，年代连续，详细完备，准确性高，留下了世界上最完整的日食记录。

在望远镜发明之前，我国天象观测的数量和质量，在世界上无与伦比，充分显示了中华民族伟大的文明和高度的智慧。

诗词中的物理知识（04）——人面桃花相映红人面桃花相映红去年今日此门中，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。

诗词中的物理知识（05）——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（04）》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。

诗词中的物理知识（06）——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。