中國古代的3個趣味物理實驗

　　空中飛蝶

張岱在《夜航船》中指出：“竹內膜純陰，將酥塗其上，見太陽即飛，名飛蝴蝶。”這是一個什麼實驗?筆者不敢肯定。從字面上看，它好像是一個實驗裝置經過改進的“雞子舉飛”：從竹筒中取一張竹膜，將其收擾成球狀，在接口處內側塗上適量酥油，使竹膜像一個吹足空氣的氣球。然後把竹膜放在太陽下加熱，竹膜球內部空氣受熱膨脹，當球內空氣壓力較大時，空氣從酥油粘合處衝開一個缺口，這樣氣體對竹膜球產生反作用力，使竹膜球飛向空中。

與“雞子舉飛”(蘇軾《物類相感志》：“雞子開小竅，去黃白了，入露水，又以油紙糊了，日中曬之，可以開起，離地三四尺。”)實驗比較，竹膜球的體積可以做得很大但重量極輕，這會使實驗更易成功。另一方面，因竹膜重量輕，將其加工成蝴蝶或其他形狀，也不至使竹膜不能起飛，但卻會使實驗變得更有趣。實驗的設計思想，的確令人佩服。

　　銅蟾滴水

“古銅蟾蜍，章申公研滴也。每注水滿中，置蜍研仄，不假人力而蜍口出泡，泡殞則滴水入研，已而復吐，腹空而止。”

意思是：章申公有一個銅製研滴，形如蟾蜍，顯得非常古樸。將它放在研側，注入水，不用藉助人工操作，蟾蜍口中就能吐出水泡，泡滅水滴落入研盤，過一會又吐水泡，如此反覆，直到蜍腹中的水吐完。

這是一個利用毛細管引水入研的`有趣實驗。我們清楚，水能潤溼銅，將銅管插入水中，管中液柱的高度，與液體表面張力系數、毛細管內徑以及液體與固體的接觸角有關。當液體與固體材料確定後，毛細管內徑越細，管內液柱越高。因此，用毛細管能達到引水目的。有趣的是，上述實驗中毛細管可能就設在人眼無法看見的研滴壁中，毛細管內壁較粗糙，水從蜍腹底部潤溼至向研盤方向傾斜的蜍口側而慢慢形成水滴，當水滴重力大於水的表面張力時，水滴入研盤中。

　　紙銚煎茶

張岱在《夜航船》中指出：“雞子白調白礬末刷紙，作銚子煎茶，沸而不燒其紙。”雞子白即雞蛋清，白礬即明礬。用雞蛋清與明礬粉末和勻塗刷紙上作成銚子，放在火焰上煎茶，水沸而紙不燃。

我們清楚，普通煤爐的火焰溫度約600℃，而紙的着火點是183℃，用煤爐燒紙，紙會燃爲灰燼。但用紙銚煎茶，情況就不一樣了。爐火燃燒時，銚子內的水會不斷吸熱，使紙冷卻。由於水的沸點是100℃。水會在這個溫度下變爲蒸氣將多餘的熱帶走，所以沸水溫度不會超過100℃，這個溫度低於紙的着火點，只要銚子裏的水不幹，同時注意銚子水面以上不接觸火焰，紙就不會燃燒。

爲了防止紙銚水面以上部分被火焰燃燒和紙銚滲水現象發生，同時也爲了增加紙銚能夠承受水的壓力，在紙銚上塗上雞蛋清與明礬混合物，實驗就容易獲得成功。

初中物理課本中的“紙鍋燒水”實驗，可能就是從“紙銚煎荼”演變過來的，而“紙鍋燒水”更具有說服力和驚險性。