生活中易用错的物理原理

陈晓斌

摘 要：在日常生活中，我们常常将一些生活现象中的物理原理弄错，或者将他们混淆，例如，门上的猫眼是凹透镜吗？加湿器是先将水汽化再液化吗？为防止汽车挡风玻璃上起水雾，是开热风还是开冷风吹挡风玻璃？微波炉与电磁炉的原理相同吗？你知道无叶风扇的原理吗？等等，在本文中将针对这些问题一一阐述.

关键词：生活现象；物理原理；易错

在日常生活中，有些家用电器、设备的物理原理常常会将它们混淆或弄错，这些东西有的是新兴事物，有的却是由来已久，你知道它们的物理原理吗？

问题一：门上的猫眼是凹透镜吗？

图1是一个猫眼的实物图片，从图1中可以看出它实际上是一个透镜组，是由多个凸透镜和凹透镜组合起来的.

原理：当人从室内向室外看时，如图2所示，物镜L1的焦距极短，它将室外的人或物AB成一缩得很小的正立虚像A′B′，此像正好落在目镜L2的左边焦点之内，L2起着放大镜的作用，最后得到一个较为放大的正立虚像A″B″，此像恰又成在人眼的明视距离附近，对于门外的情况，就看得清楚了.

那么，同样通过此门镜，为什么从门外向里看时，却什么也见不着呢？如图3所示，L1变成了目镜，L2则成了物镜，室内的景物AB，通过会聚透镜L2后的折射光束本应生成倒立的实像A′B′，但在尚未成像之前就落到发散透镜L1上，由于L1的焦距极短，最后得到的正立虚像A″B″距目镜L1很近，只有2～3cm，又由于门镜的孔径很小，室外的人不得不贴近目镜L1察看，这样，人眼与像A″B″之间的距离，也只不过2～3cm，这个距离远小于正常人眼的近点，因此，对于室外人，室内的一切当然也就“视而不见”了.（近点是人眼能够看清楚物体的最小距离，一般在10cm至40cm之间.）

问题二：加湿器是先将水汽化再液化吗？

加湿器是一种增加房间湿度的家用电器，目前家用加湿器主要分为超声波型加湿器、直接蒸发型加湿器和热蒸发型加湿器三类：

超声波加湿器采用超声波高频震荡，将水雾化为1-5微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中，使空气湿润，目前家用的小加湿器多为此类（医院里给病人做口腔雾化的设备原理就是这一种）.

直接蒸发型加湿器也通常被称为纯净型加湿器，是通过分子筛蒸发技术，除去水中的钙镁离子，彻底解决“白粉”问题，通过水幕洗涤空气，再经风动装置将湿润洁净的空气送到室内，从而提高环境湿度，此类为大型加湿器.

热蒸发型加湿器也叫电加热式加湿器，其工作原理是将水在加热体中加热到100度，产生水蒸气，再用电机将蒸气送出，形成水雾，此类加湿器现在很少使用.

问题三：为防止汽车挡风玻璃上起水雾，是开热风还是开冷风吹挡风玻璃？

首先来看看车窗起雾原因：

原因一：在空气湿度一定的情况下，车窗温度低于露点温度时（例如冬季），就会在车窗表面形成结露，这就是经常看到的前风挡起雾现象.

原因二：在车窗两侧出现一定的温差，温度低的表面水分的饱和蒸气压低于周围环境的蒸气压时（例如雨季），水蒸气就向玻璃表面聚集，并以微小的水珠形式渗析出来而形成雾气.

有了原因再来看看避免车窗起雾的方法：

方法一：喷涂防雾剂等预防法.将少许除雾剂（洗洁精，肥皂水都可）喷于汽车玻璃窗内侧，擦拭干净，这样在玻璃上形成了一薄层透明的保护膜，它可以有效地防止水气在玻璃上凝结而形成的雾层，特别适用于寒冷的冬天.

方法二：空调制冷法.当夏天特别是多人进入车内以后，一段时间，人呼出的气体就使车内湿度较大，很快玻璃就会结雾了.这时可打开空调向前风挡吹冷风，使车内空气湿度降低，稍许即可除去前风挡上的雾汽.

方法三：空调暖风法.冬季利用暖风往玻璃上吹热风，快速把前玻璃温度提高，使车内的水蒸气遇到热玻璃后不容易液化形成水雾.

问题四：微波炉与电磁炉的原理相同吗？

微波炉工作时，发射的微波在炉腔内壁来回发射，使微波来回穿过食物，致使微波大量被食物吸收，又因为食物分子的振动频率与微波比较接近，引起食物中的分子共振、摩擦，使微波能直接转化为食物中的热能，并且食物内外一起加热.

由于微波射到金属物质的表面上时，会发生反射而不能透过，不仅无法加热食物，而且还有可能损坏磁控管.因此，在微波炉内不宜使用金属容器，而应该使用玻璃、陶瓷、耐高温塑料等非金属材料制作的器皿.

电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的.电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈產生磁场，它利用高频的电流通过环形线圈，从而产生无数封闭磁场，当磁场通过导磁（如：铁质锅）的底部，既会产生无数小涡流（一种交变电流），使锅体本生自行高速发热，达到加热食品的目的，不锈钢锅，搪瓷锅都可用.

问题五：你知道无叶风扇的原理吗？

无叶风扇也叫空气增倍机（如图4），它无叶片且能产生自然持续的凉风，无叶风扇于2009年10月12日在英国首度推出.

下面看看它的结构（如图5～10）和原理.

原理：空气进入底座后，由马达带动，再经过底座上方的隐形扇叶向上送风.气流从底座出来，散布整个出风框的腔体内，集聚到一定程度就会超过腔体外的正常气压，于是就形成风.而前端狭窄后端宽厚的腔体会迫使内部气流向后端更宽阔的空腔运动，不断相互挤压的空气只能从缝隙中泄漏出来，持续运动一段时间后，这种结构能够渐渐加强送风压力，使出风口缝隙处的气流更加快速，形成吹风效果.

参考文献：

[1]太平洋电脑网.没有扇叶的风扇！Dyson无叶风扇原理解析.