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10. 奇妙的“蝴蝶杯”

  在中国传统剧目中, 有一个流传很广的剧目――《蝴蝶杯》。剧中的男主人有一只奇妙的酒杯, 它看上去没有什么特别之处, 可是一倒入水酒, 就可以看见一只蝴蝶在杯中翩翩起舞。

  古代真有这种杯子吗? 它应是什么样子呢? 一些科技工作者进行了研究和复原。1980 年, 《人民日报》报道, 复制蝴蝶杯成功了。

  复制的杯子是一个高脚杯, 它的杯底有一小块凸透镜。

  在杯底与杯足之间的连接处( 一个圆柱) 内放进一只彩蝶, 用游丝( 相当于小弹簧) 约束。有小的骚扰时, 游丝就动起来, 进而带动彩蝶也动起来。彩蝶的位置放在凸透镜的焦点之外, 它形成的像在杯子的上部, 人眼看到的是很模糊的像。

  当斟上酒后, 杯底的形状使酒水形成了一个凹透镜, 它与凸透镜形成一个复合透镜。这个复合透镜的焦距比原凸透镜的焦距要大, 因此, 彩蝶就落入焦点之内, 这就可以形成放大的虚像。把酒杯端起时, 游丝带着彩蝶颤动, 看上去像是彩蝶起舞。

  除了蝴蝶杯之外, 古代还有过鲫鱼杯、美人杯的记载。

  对于蝴蝶杯的结构, 一些人对此有不同的看法。他们认为, 杯底没有凸透镜, 而是利用了全反射的原理。

  我们知道, 当光线从密媒质( 如水或酒) 进入光疏媒质( 如空气) 时, 光线一般可以发生折射和反射。当入射角超过某一角度值( 临界值) 时, 折射光线就消失了, 只有反射光线存在。这就是全反射现象。若光线从水中射向空气, 临界角是48. 5°; 光线从玻璃射向空气, 临界角在32°~42°范围内。

  利用全反射原理复制蝴蝶杯是可行的吗? 还没有人进行过试验。估计其效果比起上面复制成功的杯子可能要差一些。

  
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