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大地为何会旋转 ──浅谈参照物及其选择 河北省衡水市清凉店中学 张长青 袁乃文 乘过火车的人都有这样的体验：当火车奔驰在田野上时，车上的乘客透过车窗向外看去，会发现近处的农田向后退去，而远处的山林却在前进，大地好像在旋转。这是怎么回事呢？ 要回答这个问题，我们还要从参照物谈起。 在物理学里，我们把物体的位置变化叫做机械运动。机械运动是宇宙中最普遍的现象，广义的讲，任何物体都在做机械运动。而我们平时所说的物体运动或静止，则是相对的，是相对于参照物而言。那么，什么叫参照物呢？ 仔细想一下你就会发现，我们平时说一个物体运动还是静止时，总是有意或无意地先选择一个物体作为标准，并假定它是不动的，再看被研究的物体相对于这个被选作标准的物体之间是否有位置变化，从而确定物体是运动或静止的。在这里，这个被选作标准的、并事先假定为不动的物体就是物理学中所讲的参照物。 通过上面的分析，我们不难看出，原则上讲参照物是可以任意选择的，这样，对同一物体的描述会因所选参照物的不同而不同，有时甚至会使问题变得很复杂。比如，月亮相对地球而言是围绕地球作椭圆运动，若以太阳为参照物，月亮的运动情况就复杂得多了。所以，为了研究问题的方便，我们应选择一个合适的物体作为参照物，以使问题描述起来更简单，这是选择参照物的另一个原则。在研究地面上物体的运动问题时，我们通常选地面或固定在地面上的物体为参照物，视研究问题的方便而定。 下面我们再来看一看前面的问题。乘客坐在车厢里时，会无意的选择车厢作为参照物来观察周围的物体。当乘客向车外观看时，由于距离的关系，远处物体在人眼中的视角度变化很小，人眼感觉不出来，结果远处的物体看似静止。当集中精力观看远处时，眼睛的余光却注视在近处的物体如麦田等，近处的物体对人眼的视角度变化很大，感觉就很明显，给人的感觉是近处的麦田在在快速后退。同样道理，当集中注意力看近处的物体时，眼睛的余光会感觉远处物体在相对向前运动。结果，人的视线集中在近处物体上时，余光却观察到远处的物体在向前运动，而视线集中在远处的物体上时，余光则观察到近处的物体在向后运动。这种不自觉的变化过程就会使人产生近处物体在向后退，而远处物体在向前运动，大地似乎在旋转的感觉。这其中，由于观察的范围很大，眼睛的余光视觉起着重要的作用。不信的话，下次乘火车时，将报纸卷成细纸筒，通过纸筒再向外看，绝对不会再有这种感觉了。 (责任编辑：admin) |