像乌鸦一样思考第四集答案（像乌鸦一样思考01日本启蒙及答案解析）

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简介

日本NHK教育频道制作了儿童科普系列纪录片《像乌鸦一样思考》，其片名正是从《乌鸦喝水》这个寓言故事中得来，启发孩子观察生活，独立思考的能力。本系列旨在教导孩子科学方法的四个步骤：观察、假设、实验和评估。通过教导孩子科学方法的四个步骤，培养孩子能够像乌鸦一样，用行动和思考去解决问题。

第一集

01

探究影子相互吸引

实验现象

在光源之下，当我们用手指的影子触碰杯子的影子时，可以观察到，杯子的影子被吸引过来，或者说是相互吸引。

原理思考

两个影子为何能够相互吸引在一起呢？是什么原因造成的呢？难道是他们本身就具有相互吸引的能力？小朋友们快发动自己的脑筋思考一下吧~

原理探究

为什么影子会相互吸引呢？其实，人们对此一直有很多的讨论。一种说法是由于光的衍射（光波遇到障碍物以后会或多或少地偏离几何光学传播定律的现象）。

图片来源于网络

但是有人驳斥说，自然光的波长在312-1050纳米这个级别，不过影子相互吸引的范围足有1厘米级别，两者差距太大，所以衍射可能只能起到一定作用，但却不是主要的原因。

另一种相对大家比较认同的说法是半影效应。什么是半影效应呢？不透明体遮住光源时，如果光源是比较大的发光体，所产生的影子就有两部分，完全暗的部分叫本影，半明半暗的部分叫半影。

图片来源于网络

在本影处，所以直射的阳光都被挡住，而在半影处，部分的直射光被挡住。因此，半影区域要比本影区域亮一些，因而光源下半影区域显得模模糊糊，不是非常明显。

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而当两种物体的影子相互靠近，如果本影未重合，而半影重合，则重合处直射光再有部分被挡住。这样的半影区域显得更暗，也就更接近本影。而其它未相重叠的半影还是原来的亮度。因此，我们观察到，当两者影子相互靠近时，仿佛相互吸引在一起。

02

探究蜡烛熄灭

实验过程

我们将长度不同的两根蜡烛用同一个杯子罩住，思考哪个蜡烛会先熄灭？

提出问题

实验员苍井优提出三个假设：

① 长的蜡烛先熄灭

② 短的蜡烛先熄灭

③ 两根蜡烛同时熄灭

小朋友们思考一下，到底是这三个假设中的哪个正确呢？还是都不正确呢？

实验结果

通过实验，可以观察到，长的蜡烛首先熄灭，也就是假设中的①是正确的。

思考原理

最后，优酱（苍井优）来解释为什么长的蜡烛会先熄灭！

优酱（苍井优）为我们提供了一个思路，这个实验是与二氧化碳有关。可解释到这里就戛然而止了，后续需要我们自己去独立思考。顺着这个思路试想一下，这其中的原理究竟是什么呢？

探析原理

在日本NHK《像乌鸦一样思考》网页上有很多的留言，这些留言中就包含着不同年龄段的人对问题的思考，我们一起来看一下吧~

01

こうたろうさん（初中生）

こうたろうさん（初中生）

二氧化碳的气流是上升的。证明的实验方法是：用注射器抽取杯子上方的气体，注入石灰水中。如果石灰水出现白色浑浊，则可证明二氧化碳是上升的气体。

<長老カラスから一言>（乌鸦长老有话说）（官方）

原来如此，用石灰水证明的方法真好！呼出的气体会使石灰水变浑浊的实验，好像在小学也做过呢。请一定进行一下实验试试。但是，蜡烛熄灭的原因仅仅是因为二氧化碳含量高吗。

02

原田さん（小学生）

原田さん（小学生）

瓶子中有空气对流。火焰燃烧附近的氧气，排出二氧化碳。氧气虽然比二氧化碳轻，但是因为对流，瓶子上方的氧气压着二氧化碳向下走。我认为，将点燃的线香放进去，观察烟的动态就能明白。有个问题：如果在瓶子中放进干冰会出现什么结果呢，万一爆炸岂不是很危险，这么想的话有点不敢在家里做实验。

<長老カラスから一言>（乌鸦长老有话说）（官方）

你能提出一个新的实验，真不错！虽然很想让你验证一下，但是想告诉你的是，线香燃烧产生的烟本来就是热的，所以会向上走。只要留出一定缝隙，是不会发生爆炸的。干冰的实验听起来也很有趣。可是通过干冰的实验，你想证实什么呢。

03

ゆりなっちょさん（小学生）

ゆりなっちょさん（小学生）

长的蜡烛火焰更大，所以用掉了更多的氧气，氧气不够了蜡烛就熄灭了。

<長老カラスから一言>（乌鸦长老有话说）（官方）

好厉害的观察力！的确，画面中看到的蜡烛，长的那根火焰更大一点。但是，如果火焰更大会用掉更多的氧气的话，如果它将小蜡烛的氧气也用掉，两个蜡烛不就会一起熄灭了吗?应该怎样证明呢？

04

ゆりさん（高中生）

ゆりさん（高中生）

蜡烛燃烧会产生烟，因为烟的温度很高，比空气轻，所以在玻璃杯上方，烟越来越多，氧气慢慢变少，长的那根蜡烛就先熄灭了。所以，在发生火灾时，需要压低身体躲避烟雾逃离。

05

中尾さん（50多岁）

中尾さん（50多岁）

二氧化碳虽然比空气重，但是经过火的加热会变轻上升，于是就踩着空气就跑到了杯子的上方。加热浴缸里的水时，上面的水热下面的水凉同理。

06

长谷川さん（大学生）

长谷川さん（大学生）

大前提是蜡烛燃烧时需要使用氧气。因为氧气比空气重，瓶子又是密闭的状态，所以相对来说瓶子下方会集中较多的氧气。因此，点燃两根蜡烛时，上面的氧气会先用完，因此长的那根蜡烛会先熄灭。

小小思考家

小朋友们，你们觉得谁说得更有道理呢？小星也在认真思考这个问题呢~

小星也认为主要是由于二氧化碳的原因。随着蜡烛的燃烧，消耗氧气，产生大量二氧化碳。虽然二氧化碳的密度比空气要大，按常理二氧化碳会沉积在杯子底部，使得短蜡烛先熄灭。但由于二氧化碳受热膨胀，在杯子内的二氧化碳会不断上升，不断聚集在杯子上方，而不是沉积在杯子底部，从而导致高处的蜡烛首先熄灭。

但如果当杯子足够大，二氧化碳在上升的过程中又重新冷却，与新生成的温度较高的二氧化碳形成对流，从而使得冷却的二氧化碳不断沉积到杯子底部。此时便能实现短的蜡烛先灭，小朋友们可以自己试验一下哦！

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