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引言 中国是一个诗歌的国度，五千年的文明孕育了独特的诗文化，很多名篇脍炙人口，传唱千古。有趣的是，在一些诗歌中涉及到了物理现象，能让我们在领略文学美、人性美的同时，还可以引起物理学原理上的思索。 在新高考改革日益重视真实物理问题的今天，以古诗中描绘的真实物理场景为背景设计课堂教学和试题创编，在物理课堂中渗透人文教育，是弘扬传统文化，建立民族认同和文化认同的重要渠道，与新高考改革所倡导的文理兼修也是不谋而合的。 古诗欣赏 近日复习“电场”部分，忽然就想起了三国时期的著名诗人、文学家曹植的一首诗，他在这首题为《侍太子坐》的古诗中描述了一个神奇的静电吸附现象。笔者现场吟诵了这首诗，并分析了“时雨静飞尘”的科学原理。 侍太子坐 三国·曹植 白日曜青春，时雨静飞尘。 寒冰辟炎景，凉风飘我身。 清醴盈金觞，肴馔纵横陈。 齐人进奇乐，歌者出西秦。 翩翩我公子，机巧忽若神。 古诗大意 太阳照射在明媚的春天，一阵好雨洗净了飞舞的红尘。阳光和煦得融化了冰雪，凉丝丝的春风吹拂着我身。金杯斟满甜甜的美酒，美味佳肴错杂横陈。齐国美女献上曼妙的舞蹈，西秦的歌手纵情歌唱。风度翩翩的曹家公子，敏捷的才思犹如天神。 雨滴吸附尘埃的原理 飞尘是指飘浮在空气中的灰尘，其颗粒直径约在0.1～10微米之间。由于气压、温度的不断变化，特别是空气中各种气体分子无规则运动的撞击，使这些灰尘颗粒能长期飘浮在空气中。 雨后的天空，飞尘顿消，洁净如洗，空气格外清新。原来，下雨时大气对流现象加剧，空气中有的分子失去电子，成为带正电的离子，有的分子则得到电子，成为带负电的离子，还有一些自由移动的电子。 地球本身又是一个带有大量负电的巨大的带电体，由于静电感应，它能够使每个下落的雨滴的底部带正电荷，而顶部带上等量的负电荷。 由于在同一个电场中，电子的加速度远大于离子的加速度，所以雨滴下部带正电吸附电子的速度远大于雨滴上部感应负电荷吸附正离子的速度，因此下落的雨滴往往携带负电荷。 带电的雨滴使附近的尘埃发生静电感应，尘埃靠近雨滴的一端感应出异种电荷，远端感应出等量的同种电荷；由于静电力与距离的平方成反比，所以尘埃近端受到的吸引力大于远端受到的排斥力，尘埃所受合力指向雨滴，从而表现出带电雨滴吸引尘埃的现象。 由于带电体具有吸引轻小物体的性质，带电雨滴下落过程中，雨滴附近的飞尘就被吸引到带电雨滴上，并随着雨滴最后落到地面上。如果刚下雨时把一个干净的脸盆放到院子里，雨后可以看到脸盆底沉淀了一薄层沙土，它们正是被带电雨滴吸引并附着在雨滴上，随着雨滴一起落到盆中的。 感悟 自然界的景物或现象，是科学与人文共同的研究对象。当我们用独特的感悟去描摹它，赋予它声音、色彩、形象，通过衬托、比兴、双关等，给它打上人类思想感情的烙印，“托物言志” 也好，“遇思入咏”也好 ，都是用感性的、艺术的方法来研究事物；而当我们带着寻求本质规律的目的去研究、剖析它，则是用理性的、科学的方法来研究事物。两种研究方式的交融应该说是很自然的。 科学求真，给人以理性；艺术求美，给人以感性；人文求善，给人以悟性。一个人，如果有了较高的理性、感性和悟性，才算有了真正的人性。 人文科学与自然科学好比车之两轮，鸟之两翼，不可偏废。古代典籍中的诗词歌赋与自然科学中的定理定律相互补充，相互印证，实现人文与自然的和谐统一。 |
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