《科学魔法界》第22章：看着我的眼睛

    这个下午，林格检查了昨天他布给学生们的家庭作业。出乎他意料的是，女孩们基本上都想出了较为可行的方法去验证光的波动性。
    洛娜想到的办法，利用到了城堡顶层一面墙上的缝。洛娜已经在城堡里玩耍的时候，看到过那条缝当中射出来的一小束细细的太阳光，在早上太阳刚升起来没多久的时候。
    据洛娜自己说，她本来是想用纸作为遮挡光的材料，但无奈肠皮纸实在是太透明了一些，哪怕用墨水染黑都不能完全遮挡太阳光；羊皮纸太厚，纤维纸就更不用说了，它连厚度都不规则。所以洛娜想了个办法，她用两块中间开洞的平整木板，将自己的一小撮头发夹起来。洛娜让头发紧密排列在夹缝洞中，形成一片遮挡光的发幕。再用针去调整头发之间的位置，让它在洞的两端留下让光通过的通道。
    大早上洛娜亲自爬起来，把这样的小装置摆在了墙缝的后面。等太阳光照射进来的那一刻，洛娜在墙的另一面看到了好几条明暗不同的竖形条纹。洛娜向林格报告，她认为那些竖形条纹应该就是光波衍射在墙上形成的图案。
    林格点点头赞同了她的实验。虽然说实验表现出来的现象所说明的原理和自己教给她们的有部分偏差，从光的衍射变成了光的双缝干涉、甚至是多缝干涉实验（毕竟头发之间不可能完全做到严丝合缝），不过它们同样都可以说明光是一种波。关于这一点，林格只告诉洛娜，她的实验现象不是由光的衍射造成的，虽然同样能说明光是一种波，不过原理却不在于此。
    “那是什么原因呀？”洛娜一听自己的实验好像还做错了，不由得有些着急起来。
    “呵呵呵，不用着急，这部分知识你们以后也会学到，它的名字叫做光的干涉，道理比衍射要复杂一些。不过只要仔细听讲的话，也是不难学的。”林格心想，刚开始的确是不难的；最难的那一部分，包括肥皂泡沫上的光干涉公式自己也记不得，也就教不了你们喽！
    相对于经过精心准备的洛娜，菲尔的实验就要粗糙一些，她觉得既然现成的树叶可以让光发生衍射，那直接就拿它做实验再好不过了。所以今天早上的时候，她跑到后山树林里去捡了几片硕大的枫树叶。然后在中午的时候顶个大太阳，将几片树叶拿在手中交叉放置，中间留一段孔缝让太阳光照射过去，落在菲尔铺在地面的一块平整的木板上。
    据菲尔说，她观察到树叶叠加形成的孔缝越小，孔缝的形状和地面上的光斑形状差别就越大，而且边缘就越模糊。菲尔高兴地说，她还总结出来几条规律：
    “孔缝离地面越远，光斑的边缘就越模糊，反之则越清晰；孔缝越小，光斑的形状就越趋向于圆形；较小的孔缝与地面的距离超过一定高度时，光斑的形状就完全变成了圆形；狭长的孔缝虽然不管距离地面多远，光斑都不能变为圆形，但是孔缝的中间一部分明显更亮。但不管怎么说，这些现象都说明了光是一种波，有时候不沿直线传递。”说完菲尔双手背后翘起嘴角，得意地挺了挺小胸脯等待表扬。
    林格注意到菲尔有在模仿自己之前上课的语气，不禁觉得非常好玩：“所以，有没有什么想要问的问题？”
    “有有有！”虽然没能得到老师的夸奖，但是菲尔看到林格微笑的表情就知道老师肯定是满意的，“老师，为什么光斑会变成圆形的呢？”
    “这也是另外一个知识，不过呢，和光的波动性就没有关系了，这一条知识涉及到光的粒子性，通俗来讲，就是光沿直线传播所造成的现象，我们把它称之为小孔成像。”林格突然把脸凑到菲尔的面前不到不到一尺处。
    “嗳！？”菲尔猛眨了七下眼睛，翘起来的嘴角有些僵硬，“老……师？”
    其他小女孩们都小吃了一惊。这时，林格注视着面前的女孩一脸认真地说道：“菲尔！”
    “在……”这次菲尔回答的有些不坚定了，她只觉得两边的脸颊有点微微发烫起来。
    “看着我的眼睛！”林格两只眼的目光像钩子一样牢牢地捕捉着菲尔那双漂亮的淡蓝色的眼睛。
    菲尔咽了口唾沫，不由自主地与林格的双眼对视，一秒、两秒……菲尔沉浸在林格那双淡褐色的瞳海当中，晶莹剔透的眼角膜下是微微缩动的虹膜，像泡在茶杯里的金葵菊，像生长着精美纹路的玛瑙石，像……
    “你看见了什么？”林格“深情”地问道。
    “老师的……好……漂亮的眼睛……”菲尔仿佛梦游似的呓语。
    林格的上眼皮垂了下来，无语地看着菲尔：“……咱们在讨论科学，我亲爱的小菲尔～看到我眼睛中央的小黑孔了没？”
    “哦，看到了。”菲尔连忙拔开视线，再也不敢和林格对视了。
    “人的眼睛想要看清楚物体，就非常依赖中间这个黑色的小孔，它的名字叫瞳孔，虹膜的收缩控制着瞳孔的大小。光线沿直线传播，它在通过瞳孔以后便可以在眼底照射，形成一个清晰的物体的图像。如果不是小孔的话就无法成像，这是人的眼睛为什么能看到东西的道理。”林格直起身子来对着所有的学生说道，“而这样的道理放到现实当中的其他小孔上也同样成立，对于太阳和小孔来说，太阳光在经过小孔以后，会在地面上形成一个太阳的图像。这样的道理我们称之为小孔成像原理。”
    “我知道了，难怪树影子下面的好多小光斑都是圆形的呢，原来那就是太阳的样子啊！”洛娜戳着嘴唇恍然大悟道。
    “关于这个小孔成像的实验也是非常好做的。你们只需要在漆黑的晚上点燃一根蜡烛，然后用一张这么大的木板（两手比划着胸口的大小），中间戳个小洞，放在距离蜡烛两尺到三尺左右的地方，然后再在木板后面放一张白色的纸，距离大概在三尺左右。微微移动调整一下三者之间的距离，当距离正好的时候，你就可以看到有一个倒着的蜡烛火焰的图像出现在白纸上。它比蜡烛火焰暗很多，但是你会发现它与蜡烛火焰一模一样，虽然是倒立着的，但是火焰跃动的样子却是分毫不差。今天晚上你们要是感兴趣的话就可以去做一做这个实验。”林格给学生们安利道。
    之后的三位女孩与菲尔和洛娜的实验大同小异，而到了雪莉的时候，只见她从裙子的口袋里抽出一张薄薄的粗纱布，然后举着对林格说：“老师，我觉得用这个就可以证明。”
    “哦？”看见一个不一样的回答，林格有点来了兴趣，“怎么证明？”
    雪莉把布遮在自己的眼前看着周围的其他六个人说道：“老师，虽然我用这张布遮住了眼睛，但是我还是能很完整地看到周围的东西。可是粗纱布的线一点也不透明，如果光不是波不能绕过线的话，那在我的眼睛里就肯定能看到这些线的影子，但是实际上它们的影子都非常模糊。所以一定是光波绕过了线，同时又被阻挡了一部分，在我眼睛里的景象才会稍微变暗一些，但是又很完整。”
    林格简直要为这样的思路拍案叫绝，他忍不住爆了一句英文：“perfect！！雪莉，你可真是个小天才！你的回答非常正确，简直完美！”
    瞬间，一道嫉妒四道羡慕的视线望向了雪莉，让雪莉非常不好意思地低下头搓着手指头道：“也……也不是啦，我家就是织布的……这是我从妈妈那里得到的灵感。”
    哦？雪莉家是织布的？这个消息林格还是第一次知道。以前他只知道雪莉是四个伴学的小姑娘里唯一一个本地人，而且不是亚历山大家的仆人。
    “但不管怎么样，雪莉还是很聪明的！那么这样，你们就应该也能想到为什么，人的眼睛前面有眼睫毛遮挡，但是我们平常却看不见它们吧？”林格稍稍拓展了一下知识道。
    几个小姑娘都若有所思地点点头。
    于是这个下午，林格就给他的学生们讲解了光沿直线传播时的小孔成像原理，以及光在波态传播的干涉性原理。前者还算比较贴近生活，而后者就有点让人犯迷糊了，小姑娘们个个听得都是懵懵懂懂的。
    下课以后，几个小姑娘之间就开始流行了一种游戏：看着我的眼睛。一开始是菲尔让雪莉跟她对视，可是菲尔怎么也找不到和老师对视时的那种感觉。然后大家就发现，如果仔细看的话，人的眼睛是非常美丽的，尤其是透明的眼角膜下那颜色丰富多彩的虹膜。
    结果到晚上的时候，五个小丫头（雪莉回家去了）一窝蜂地跑进了林格所在的藏书室。领头的菲尔手里拿着一个带玻璃灯罩的油灯，一脸神秘地用小手扯着林格的衣袖，非要林格跟她们出来。
    莫不是几个小丫头做小孔成像实验上瘾了，还要叫我去观赏一番。林格心想，反正自己这边的事也忙完了，就跟她们去看一看吧。
    于是一群小女孩簇拥着他们的老师来到了有点黑但又有弯月照亮的城堡顶层。在菲尔的强烈要求下，林格只好遵循她们的意见，半蹲在地上抬头看着天空中的月亮。
    余光瞥见菲尔拿着手中点亮的油灯靠近林格的眼角，然后围在周围的小女孩们就都欢呼了起来：“真的耶真的耶，就连老师也是这样！”
    周围莺莺燕燕的高兴的笑声让林格是丈二和尚摸不着头脑：“你们几个，到底在干啥呀？”
    菲尔说：“老师老师，我们发现了一个有趣的现象，我和洛娜他们都试过了，发现普通人都是这样，所以我们就想知道老师您这样的魔法师是不是也一样。”菲尔说完，其他女孩们也一起点头。
    “什么现象？”林格扬了扬眉毛。
    “人眼睛里面那个有颜色的……就是叫……虹膜，对！虹膜，遇到有亮光照射的情况，它就会自动的收缩起来；可要是在非常暗的情况下，它又会张得很大。而且无论我怎么控制都控制不了它。”
    林格一瞬间就明白了过来：这不就是人眼的虹膜，根据外界的明暗程度调节瞳孔大小，以适应光线的本能嘛！难怪菲尔叫自己看月亮，原来她是想借助月亮的微光来观察自己的瞳孔在暗光情况下是不是会放大嘛！
    望着菲尔写满了“我厉害不”的小脸，林格没有吝啬他的表扬，然后他就在城堡顶层给自己的学生们上了一节人体生物课眼睛部分。几个小女孩的知识储备又上涨了几点。
    等到菲尔炫耀她出色的发现能力完了后，林格也不自觉地露出和菲尔之前一样的笑容：“呐！既然你们这么晚了也不睡觉，那就跟我到藏书室里来，我给你们看一样东西，保证让你们把小嘴巴全都张大大的！”