物理校本教材

1、物理校本教材目錄物理學(xué)開展簡(jiǎn)史OOOOOOOO OOOOOOOOOOOOOOOOOO生產(chǎn)和生活中的物理O O O O OOOOOOOOOOOOOOOOOO三、趣味物理知識(shí)問答 100例。41頁(yè)四、高中物理涉與的科學(xué)家與其成就。48頁(yè)1 / 44.專業(yè) DOC.物理學(xué)開展簡(jiǎn)史物理學(xué)開展簡(jiǎn)史引言物理學(xué)的開展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史時(shí)期，本文將其劃分為三個(gè)階段：古代、近代和現(xiàn)代，并 逐一進(jìn)展簡(jiǎn)要介紹其主要成就與特點(diǎn)，使物理學(xué)的開展歷程顯得清晰而明了。一古代物理學(xué)時(shí)期古代物理學(xué)時(shí)期大約是從公元前 8世紀(jì)至公元15世紀(jì)，是物理學(xué)的萌芽時(shí)期。物理學(xué)的開展是人類開展的必然結(jié)果，也是任何文明從低級(jí)走向高級(jí)的必經(jīng)之路。

2、人類自 從具有意識(shí)與思維以來，便從未停止過對(duì)于外部世界的思考，即這個(gè)世界為什么這樣存在，它 的本質(zhì)是什么，這大概是古代物理學(xué)啟蒙的根本原因。因此，最初的物理學(xué)是融合在哲學(xué)之中 的，人們所思考的，更多的是關(guān)于哲學(xué)方面的問題，而并非具體物質(zhì)的定量研究。這一時(shí)期的 物理學(xué)有如下特征：在研究方法上主要是外表的觀察、直覺的猜想和形式邏輯的演繹；在知識(shí) 水平上根本上是現(xiàn)象的描述、經(jīng)歷的淺薄的總結(jié)和思辨性的猜想；在容上主要有物質(zhì)本原的探 索、天體的運(yùn)動(dòng)、靜力學(xué)和光學(xué)等有關(guān)知識(shí)，其中靜力學(xué)開展較為完善；在開展速度上比擬緩 慢。在長(zhǎng)達(dá)近八個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，物理學(xué)沒有什么大的進(jìn)展。古代物理學(xué)開展緩慢的另一個(gè)原因，是

3、歐洲黑暗的教皇統(tǒng)治，教會(huì)控制著人們的行為，禁 錮人們的思想，不允許極端思想的出現(xiàn)，從而威脅其統(tǒng)治權(quán)。因此，在歐洲最黑暗的教皇統(tǒng)治 時(shí)期，物理學(xué)幾乎處于停滯不前的狀態(tài)。直到文藝復(fù)興時(shí)期，這種狀態(tài)才得以改變。文藝復(fù)興時(shí)期人文主義思想廣泛傳播，與當(dāng)時(shí) 的科學(xué)革命一起沖破了經(jīng)院哲學(xué)的束縛。使唯物主義和辯證法思想重新活潑起來?？茖W(xué)復(fù)興導(dǎo) 致來，這一時(shí)期，力學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)得到了迅速開展。二近代物理學(xué)時(shí)期近代物理學(xué)時(shí)期又稱經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期，這一時(shí)期是從16世紀(jì)至19世紀(jì)，是經(jīng)典物理學(xué)的誕生、開展和完善時(shí)期。近代物理學(xué)是從天文學(xué)的突破開場(chǎng)的。早在公元前4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德就已提出了 “地心說，

4、即認(rèn)為地球位于宇宙的中心。公元140 年，古希臘天文學(xué)家托勒密發(fā)表了他的13卷巨著天文學(xué)大成，在總結(jié)前人工作的根底上系統(tǒng)地確立了地心說。根據(jù)這一學(xué)說，地為球形，且居于宇 宙中心，靜止不動(dòng)，其他天體都繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)。這一學(xué)說從表觀上解釋了日 月星辰每天東升西落、周而復(fù)始的現(xiàn)象，又符合上帝創(chuàng)造人類、地球必然在 宇宙中居有至高無上地位的教義，因而流傳時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1300余年。2 / 44.專業(yè) DOC.寫出“自然科學(xué)的獨(dú)立宣言天體運(yùn)行論，對(duì)地心說發(fā)出了強(qiáng)有力的公元15世紀(jì)，哥白尼經(jīng)過多年關(guān)于天文學(xué)的研究，創(chuàng)立了科學(xué)的日心說, 挑戰(zhàn)。16世紀(jì)初，開普勒通過從第谷處獲得的大量準(zhǔn)確的天文學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)展分 析，先后提

5、出了行星運(yùn)動(dòng)三定律。開普勒的理論為牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立提供 了重要根底。從開普勒起，天文學(xué)真正成為一門準(zhǔn)確科學(xué)，成為近代科學(xué)的 開路先鋒。寫出“自然科學(xué)的獨(dú)立宣言天體運(yùn)行論，對(duì)地心說發(fā)出了強(qiáng)有力的哥白尼牛頓伽利略開普勒哥白尼牛頓伽利略近代物理學(xué)之父伽利略，用自制的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天文現(xiàn)象，使日心說 的觀念深入人心。他提出落體定律和慣性運(yùn)動(dòng)概念，并用理想實(shí)驗(yàn)和斜 面實(shí)驗(yàn)駁斥了亞里士多德的“重物下落快的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自由落體 定律。他提出慣性原理，駁斥了亞里士多德外力是維持物體運(yùn)動(dòng)的說法, 為慣性定律的科學(xué)逐漸從哲學(xué)中分裂出建立奠定了根底。伽利略的發(fā)現(xiàn) 以與他所用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之

6、一，而且標(biāo) 志著物理學(xué)真正的開端。16世紀(jì)，牛頓總結(jié)前人的研究成果，系統(tǒng)的提出了力學(xué)三大運(yùn)動(dòng)定律， 完成了經(jīng)典力學(xué)的大一統(tǒng)。16世紀(jì)后期創(chuàng)立萬(wàn)有引力定律，樹立起了物理學(xué) 開展史上一座偉大的里程碑。之后兩個(gè)世紀(jì)，是電學(xué)的大開展時(shí)期，法拉第 用實(shí)驗(yàn)的方法，完成了電與磁的相互轉(zhuǎn)化，并創(chuàng)造性地提出了場(chǎng)的概念。 世紀(jì)，麥克斯韋在法拉第研究的根底上，憑借其高超的數(shù)學(xué)功底，創(chuàng)立了了 電磁場(chǎng)方程組，在數(shù)學(xué)形式上完成了電與磁的完美統(tǒng)一，完成了電磁學(xué)的大 一統(tǒng)。與此同時(shí)，熱力學(xué)與光學(xué)也得到迅速開展，經(jīng)典物理學(xué)逐漸趨于完善。19現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期19現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期，即從 19世紀(jì)末至今，是現(xiàn)代物理學(xué)的誕生和取得革命性開

7、展時(shí)期。19 世紀(jì)末，當(dāng)力學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和電動(dòng)力學(xué)等取得一系列成就后，許多物理學(xué)家 都認(rèn)為物理學(xué)的大廈已經(jīng)建成，后代們只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了。然而，兩朵烏云的出現(xiàn)，打破了物理學(xué)平靜而晴朗的天空。第一朵烏云是邁克爾-莫雷實(shí)驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)中沒測(cè)到預(yù)期的“以太風(fēng)，即不存在一個(gè)絕對(duì)參考系，也就是說光速與光源運(yùn)動(dòng)無關(guān)，光速各向同性。 第二朵烏云是黑體輻射實(shí)驗(yàn)：用經(jīng)典理論無法解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這兩朵在平靜天空出現(xiàn)的烏云最 終導(dǎo)致了物理學(xué)的天翻地覆的變革。-莫雷實(shí)驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)中沒測(cè)到預(yù)20 世紀(jì)初，愛因斯坦大膽地拋棄了傳統(tǒng)觀念，創(chuàng)造性地提出了狹義相對(duì)論，永久性地解決了光速不變的難題。狹義相對(duì)論將物質(zhì)、

8、時(shí)間和空間 嚴(yán)密的聯(lián)系在一起，提醒了三者之間的在聯(lián)系， 提出了運(yùn)動(dòng)物質(zhì)長(zhǎng)度收縮， 時(shí)間膨脹的觀點(diǎn)，徹底顛覆了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，完成了人類歷史上一次偉大的時(shí)空革命。十年之后，愛因斯坦提出等效原理和廣義協(xié)變?cè)鞩的假設(shè)，并在此根底上創(chuàng)立了廣義相對(duì)論，提醒了萬(wàn)有引力的本質(zhì)，I即物質(zhì)的存在導(dǎo)致時(shí)空彎曲。相對(duì)論的創(chuàng)立，為現(xiàn)代宇宙學(xué)的研究提|供了強(qiáng)有力的武器。3 / 44.專業(yè) DOC.I物理學(xué)的第二朵烏云一一黑體輻射難題，那么是在普朗克，愛因3 / 44.專業(yè) DOC.斯坦，玻爾等一大批物理學(xué)家的努力下，最終導(dǎo)致了量子力學(xué)的產(chǎn)生與興起。普朗克引入了 “能量子的假設(shè)，標(biāo)志著量子物理學(xué)的誕生，具有劃時(shí)代的意

9、義。愛因斯坦，對(duì)于新生“量子?jì)?兒，表現(xiàn)出熱情支持的態(tài)度。并于1905年提出了 “光量子假設(shè)，把量子看成是輻射粒子，賦予量子的實(shí)在性，并成功地解釋了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，保衛(wèi)和開展了量子論。隨后玻爾在普朗克 和愛因斯坦 “量子化概念和盧瑟福了 “原子核核式結(jié)構(gòu)模型的影響下提出了氫原子的玻爾 模型。德布羅意把光的“波粒二象性推廣到了所有物質(zhì)粒子，從而朝創(chuàng)造描寫微觀粒子運(yùn)動(dòng) 的新的力學(xué)一一量子力學(xué)邁進(jìn)了革命性的一步。他認(rèn)為輻射與粒子應(yīng)是對(duì)稱的、平等的，輻射 有波粒二象性，粒子同樣應(yīng)有波粒二象性，即對(duì)微粒也賦予它們波動(dòng)性。薛定謂那么用波動(dòng)方 程完美解釋了物質(zhì)與波的在聯(lián)系，量子力學(xué)逐漸趨于完善。量子力學(xué)與相對(duì)

10、論力學(xué)的產(chǎn)生成為現(xiàn)代物理學(xué)開展的主要標(biāo)志，其研究對(duì)象由低速到高速，由宏觀到微觀，深入到廣垠的宇宙深處和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的部，對(duì)宏觀世界的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生了重大的變革。其開展導(dǎo)致了整個(gè)物理學(xué)的巨大變革,奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的根底。隨后的幾十年即從1927年至今，是現(xiàn)代物理學(xué)的飛速開展階段，這一期間產(chǎn)生了量子場(chǎng)論、原子核物理學(xué)、粒子物理學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)、現(xiàn)代宇宙學(xué)、現(xiàn)代物理 技術(shù)等分支學(xué)科，物理學(xué)日漸趨于成熟。四開展經(jīng)典物理學(xué)開展史古希臘時(shí)代的阿基米德已經(jīng)在流體靜力學(xué)和固體的平衡方面取得輝煌成 就，但當(dāng)時(shí)將這些歸入應(yīng)用數(shù)學(xué)，并沒有將他的成果特別是他的準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)和嚴(yán) 格的數(shù)學(xué)論證方法

11、汲入物理學(xué)中。從希臘、羅馬到漫長(zhǎng)的中世紀(jì)，自然哲學(xué)始 終是亞里士多德的一統(tǒng)天下。到了文藝復(fù)興時(shí)期，哥白尼、布魯諾、開普勒和 伽利略不顧的迫害，向舊傳統(tǒng)挑戰(zhàn)，其中伽利略把物理理論和定律建立在嚴(yán)格 的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)的論證上，因此被尊稱為物理學(xué)或科學(xué)之父。伽利略的成就是多方面的，僅就力學(xué)而言，他以物體從光滑斜面下滑將在另一斜面上升到同一 高度，推論出如另一斜面的傾角極小，為到達(dá)同一高度，物體將以勻速運(yùn)動(dòng)趨于無限遠(yuǎn)，從而 得出如無外力作用，物體將運(yùn)動(dòng)不息的結(jié)論。他準(zhǔn)確地測(cè)定不同重量的物體以同一加速度沿光滑斜面下滑，并推論出物體自由下落時(shí)的加速度與其運(yùn)動(dòng)方程，駁倒了亞里士多德重物下落比 輕物快的結(jié)論，并綜合

12、水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和垂直地面方向的勻加速運(yùn)動(dòng)得出拋物線軌跡和45。的最大射程角，伽利略還分析“地常動(dòng)移而人不知，提出著名的“伽利略相對(duì)性原理中國(guó)的成書于1800年前的尚書考靈曜有類似結(jié)論。但他對(duì)力和運(yùn)動(dòng)變化關(guān)系的分析仍是 錯(cuò)誤的。全面、正確地概括力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的是牛頓的三條運(yùn)動(dòng)定律，牛頓還把地面上的重力外 推到月球和整個(gè)太陽(yáng)系，建立了萬(wàn)有引力定律。牛頓以上述的四條定律并運(yùn)用他創(chuàng)造的“流數(shù) 法（即今微積分初步），解決了太陽(yáng)系中的二體問題，推導(dǎo)出開普勒三定律，從理論上解決了 地球上的潮汐問題。史稱牛頓是第一個(gè)綜合天上和地上的機(jī)械運(yùn)動(dòng)并取得偉大成就的物理學(xué)家。與此同時(shí)，幾何光學(xué)也有很大開展，在16世紀(jì)

13、末或17世紀(jì)初，先后創(chuàng)造了顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡，開普勒、伽利略和牛頓都對(duì)望遠(yuǎn)鏡作很大的改良。法拉第4 / 44.專業(yè) DOC.法拉第許多物理學(xué)家認(rèn)為物理 后的工作只是增加有效 文在19世紀(jì)最后一個(gè)除麥克斯韋瓦特居里夫婦20世紀(jì)的物理學(xué)許多物理學(xué)家認(rèn)為物理 后的工作只是增加有效 文在19世紀(jì)最后一個(gè)除麥克斯韋瓦特居里夫婦夕夜的新年祝詞中說：“物理大廈已經(jīng)落到19世紀(jì)末期，經(jīng) 典物理學(xué)已經(jīng)開展 到很完滿的階段， 學(xué)已接近盡頭，以 數(shù)字的位數(shù)。開爾 成，動(dòng)力理論確定了熱和光是運(yùn)動(dòng)的兩種方式，現(xiàn)在它的美麗而晴朗的天空出現(xiàn)兩朵烏云, 一朵出現(xiàn)在光的波動(dòng)理論，另一朵出現(xiàn)在麥克斯韋和玻耳茲曼的能量均分理論。前者指

14、的是 以太漂移和邁克耳-莫雷測(cè)量地球?qū)^對(duì)靜止的以太速度的實(shí)驗(yàn)，后者指用能量均分原理 不能解釋黑體輻射譜和低溫下固體的比熱。恰恰是這兩個(gè)根本問題和開爾文所忽略的放射性， 孕育了 20世紀(jì)的物理學(xué)革命。夕夜的新年祝詞中說：“物理大廈已經(jīng)落1905年A.愛因斯坦為了解決電動(dòng)力學(xué)應(yīng)用于動(dòng)體的不對(duì)稱（后稱為電動(dòng)力學(xué)與伽利略相對(duì)性原理的不協(xié)調(diào)），創(chuàng)立了狹義相對(duì)論，即適用于一切慣性參考系的相對(duì)論。他從真空光速不變性 出發(fā)，即在一切慣性系中，運(yùn)動(dòng)光源所射出的光的速度都是同一值，推出了同時(shí)的相對(duì)性和動(dòng) 系中尺縮、鐘慢的結(jié)論，完滿地解釋了洛倫茲為說明邁克耳-莫雷實(shí)驗(yàn)提出的洛倫茲變換公式，從而完成了力學(xué)和電動(dòng)力學(xué)

15、的綜合。另一方面，狹義相對(duì)論還否認(rèn)了絕對(duì)的空間和時(shí)間， 把時(shí)間和空間結(jié)合起來，提出統(tǒng)一的相對(duì)的時(shí)空觀構(gòu)成了四度時(shí)空；并徹底否認(rèn)以太的存在， 從根本上動(dòng)搖了經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電磁學(xué)的哲學(xué)根底，而把伽利略的相對(duì)性原理提高到新的階段，適用于一切動(dòng)體的力學(xué)和電磁學(xué)現(xiàn)象。但在動(dòng)體或動(dòng)系的速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論力學(xué)就和 經(jīng)典力學(xué)相一致了。經(jīng)典力學(xué)中的質(zhì)量、能量和動(dòng)量在相對(duì)論中也有新的定義，所導(dǎo)出的質(zhì)能 關(guān)系為核能的釋放和利用提供了理論準(zhǔn)備。1915年，愛因斯坦又創(chuàng)立廣義相對(duì)論，把相對(duì)論推廣到非慣性系，認(rèn)為引力場(chǎng)同具有相當(dāng)加速度的非慣性系在物理上是完全等價(jià)的，而且在引力 場(chǎng)中時(shí)空是彎曲的，其曲率取決于引力場(chǎng)的

16、強(qiáng)度，革新了宇宙空間都是平直的歐幾里得空間的 舊概念。但對(duì)于圍和強(qiáng)度都不很大的引力場(chǎng)如地球引力場(chǎng)，可以完全不考慮空間的曲率，而對(duì)引力場(chǎng)較強(qiáng)的空間如太陽(yáng)等恒星的周圍和圍很大的空間如整個(gè)可觀測(cè)的宇宙空間，就必須考慮空間曲率。因此廣義相對(duì)論解釋了用牛頓引力理論不能解釋的一些天文現(xiàn)象，如水星近日點(diǎn)反 常進(jìn)動(dòng)、光線的引力偏析等。以廣義相對(duì)論為根底的宇宙學(xué)已成為天文學(xué)的開展最快的一個(gè)分差不多同時(shí)，研究由大量粒子組成的粒子系統(tǒng)的量子統(tǒng)計(jì)法也開展 起來了 ，包括1924年建立的玻色-愛因斯坦分布和1926年建立的費(fèi)米- 狄拉克分布，它們分別適應(yīng)于自旋為整數(shù)和半整數(shù)的粒子系統(tǒng)。稍后， 量子場(chǎng)論也逐漸開展起來了。

17、1927年，狄拉克首先提出將電磁場(chǎng)作為一個(gè)具有無窮維自由度的系統(tǒng)進(jìn)展量子化的方案，以處理原子中光的自 發(fā)輻射和吸收問題。1929年海森伯和泡利建立了量子場(chǎng)論的普遍形式，5 / 44.專業(yè) DOC.奠定了量子電動(dòng)力學(xué)的根底。通過重正化解決了發(fā)散困難，并計(jì)算各階的輻射修正，所得的電子磁矩?cái)?shù)值與實(shí)驗(yàn)值只相差2.5X10 -10，其準(zhǔn)確度在物理學(xué)中是空前的。量子場(chǎng)論還正向統(tǒng)一場(chǎng)論的方向開展，即把電磁相互作用、弱相互作用、強(qiáng)相互作用和引力相互作用統(tǒng)一在一個(gè) 規(guī)理論中，已取得假設(shè)干成就的有電弱統(tǒng)一理論、量子色動(dòng)力學(xué)和大統(tǒng)一理論等。五應(yīng)用物理學(xué)應(yīng)用 物理學(xué)是廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各部門的一門科學(xué)，有人曾經(jīng)說過，優(yōu)秀

18、的工程師應(yīng)是一位好物理學(xué)家。物理學(xué)某些方面的開展，確實(shí)是由生產(chǎn)和生活的需要推動(dòng)的。在前幾個(gè)世紀(jì)中， 卡諾因提高蒸汽機(jī)的效率而發(fā)現(xiàn)熱力學(xué)第二定律，阿貝為了改良顯微鏡而建立光學(xué)系統(tǒng)理論， 開爾文為了更有效地使用大西洋電纜創(chuàng)造了許多靈敏電學(xué)儀器；在20世紀(jì)，核物理學(xué)、電子學(xué)和半導(dǎo)體物理、等離子體物理乃至超聲學(xué)、水聲學(xué)、建筑聲學(xué)、噪聲研究等的迅速開展，顯然 和生產(chǎn)、生活的需要有關(guān)。因此，大力開展應(yīng)用物理學(xué)的研究是十分必要的。另一方面，許多 推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，大大促進(jìn)生產(chǎn)的物理學(xué)成就卻肇始于根本理論的探求，例如：法拉第從電的磁 效應(yīng)得到啟發(fā)而研究磁的電效應(yīng)，促進(jìn)電的時(shí)代的誕生；麥克斯韋為了完善電磁場(chǎng)理論，預(yù)

19、言 了電磁波，帶來了電子學(xué)世紀(jì)；X射線、放射性乃至電子 、中子的發(fā)現(xiàn)，都來自對(duì)物質(zhì)的根本結(jié)構(gòu)的研究。從重視知識(shí)、重視人才考慮，尤應(yīng)注重根底理論的研究。因此為使科學(xué)技術(shù)到達(dá) 世界前列，根底理論研究是絕不能無視的。六展望未來展望21世紀(jì)的前夕，科學(xué)家將從本學(xué)科出發(fā)考慮百年前景。物理學(xué)是否將如前兩三個(gè)世紀(jì) 那樣，處于領(lǐng)先地位，會(huì)有一番爭(zhēng)議，但不會(huì)再有一位科學(xué)家像開爾文那樣，斷言物理學(xué)已接 近開展的終端了。能源和礦藏的日漸匱乏，環(huán)境的日漸惡化，向物理學(xué)提出解決新能源、新的 材料加工、新的測(cè)試手段的物理原理和技術(shù)。對(duì)粒子的深層次探索，解決物質(zhì)的最根本的結(jié)構(gòu) 和相互作用，將為人類提供新的認(rèn)識(shí)和改造世界的手

20、段，這需要有新的粒子加速原理，更高能 量的加速器和更靈敏、更可靠的探測(cè)器。實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷司圩?，需要綜合等離子體物理、激光物 理、超導(dǎo)物理、外表物理、中子物理等方面知識(shí)，以解決有關(guān)的一系列理論技術(shù)問題?？傊?， 隨著新的技術(shù)革命的深入開展，物理學(xué)也將無限延伸。七結(jié)論物理學(xué)的開展史，也是人類從愚昧走向成熟，從低級(jí)走向高級(jí)的歷史。物理學(xué)的每一次大 開展，都使人類的思想境界上升到了一個(gè)新的高度。相對(duì)于整個(gè)宇宙圍來說，當(dāng)今人類的文明 尚處于一個(gè)較低的層次，并處于正在向第一文明等級(jí)開展的歷程中。在這個(gè)開展的歷程中，科 學(xué)無疑是第一推動(dòng)力，而在科學(xué)的眾多分支中，物理學(xué)無疑是這一推動(dòng)力的最先進(jìn)的代表。生產(chǎn)和生活中

21、的物理、生活中的物理生活中的物理小常識(shí)6 / 44.專業(yè) DOC.生活小常識(shí)（一）1、跳高運(yùn)發(fā)動(dòng)為什么要助跑 ？生活小常識(shí)（一）跳高運(yùn)發(fā)動(dòng)能騰起越過橫桿，靠的是助跑的慣性力和起 跳蹬地的支撐反作用力。由于慣性力的方向是水平向前的， 而支撐反作用力是垂直或近似垂直向上的，所以起跳后 的身體重心沿著一個(gè)拋物線軌跡運(yùn)動(dòng)。這個(gè)拋物線軌跡的高度，取決于起跳時(shí)騰起初速度和騰起角的大小，也就是說， 騰起初速度和騰起角是增加跳高高度的關(guān)鍵。一般說來，應(yīng)該盡可能增大這兩項(xiàng)數(shù)彳to最大騰起角為90度。然而，由于跳高不是單純的垂直向上運(yùn)動(dòng)，越 過橫桿還必須有一個(gè)向前的力量；再那么，還須充分利用水平速度來增大騰起初速

22、度，因此, 騰起角應(yīng)小于90度。至于騰起初速度，那么和運(yùn)發(fā)動(dòng)的素質(zhì)和技術(shù)的熟練程度密切相關(guān)。騰起 初速度越大，跳得就越高。當(dāng)騰起角一定時(shí)，騰起初速度是起決定作用的。2、為什么可以用吸管喝汽水這是生活中常見的現(xiàn)象，在嘴還沒有從管吸氣時(shí)，管外液 面是相平的。這時(shí)，管外液面上的氣體壓強(qiáng)相等；在嘴從管吸 氣時(shí)，管氣體減少，管液面上的壓強(qiáng)也減少，這時(shí)管子液面上 的氣體壓強(qiáng)小于管外作用的液面上的大氣壓。所以，我們說這個(gè)現(xiàn)象的原因是大氣壓作用的結(jié)果。喝汽水時(shí)，首先要將管子插入汽水里，當(dāng)嘴吸氣里，管便有一局部氣體被吸進(jìn)嘴里，便 造成了管剩余氣體體積變大， 壓強(qiáng)變小，且小于管外的大氣壓， 因而在管外大氣壓的作用

23、下，汽水便沿管子上升，被吸進(jìn)嘴里。3、暖水瓶為什么能保溫 ？熱的傳遞方式有三種：熱對(duì)流，熱傳導(dǎo)，熱輻射。熱的對(duì)流主要發(fā)生在液體和氣體之間， 熱流上升，冷流下降，通過不斷循環(huán)到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡，熱的傳導(dǎo)發(fā)生在熱的導(dǎo)體上，熱從高溫的 一端向低溫一端傳導(dǎo)，熱的輻射不需要媒介，它通過輻射的方式向低溫處傳熱。暖水瓶的瓶膽 與外殼之間是空氣，空氣是熱的不良導(dǎo)體，熱傳導(dǎo)降低了許多，瓶膽部光滑如鏡，降低了輻射， 所以暖水瓶能保溫。4、熟雞蛋在冷水里浸一下就容易剝殼？要弄清這個(gè)問題，我們首先必須知道水在這一過程中起什么作用？在我們所遇到物質(zhì)中，除少數(shù)幾種以外，大多數(shù)都有“熱脹冷縮這樣一種物理特性。但是，各種物質(zhì)的伸縮

24、程度又各 不一樣。雞蛋是由于硬的蛋殼和軟的蛋白、蛋黃組成的，它們的伸縮情況也不一樣。在溫度變 化不大或溫度變化均勻時(shí)，還顯不出什么，但一到溫度劇烈變化時(shí)，蛋白和蛋殼的步調(diào)就不一 致了，當(dāng)煮得滾熱的雞蛋驟然浸到冷水里時(shí)，冷水使它的溫度發(fā)生很大的變化。蛋殼猛然收縮。 蛋白還處在原有溫度沒縮小體積，這時(shí)候就有一局部蛋白被蛋殼擠壓進(jìn)蛋的空頭處，隨后，蛋 白又因溫度漸漸降低，也逐漸收縮，由于蛋白、蛋殼和蛋黃的收縮程度不同，這就形成了蛋白 與蛋黃的脫離。因此，剝起來就不會(huì)連蛋殼帶肉一起下來了。7 / 44.專業(yè) DOC.5、電梯上的特殊感覺？“超重和失重是兩種物理現(xiàn)象，地球上任何事物都受重力的作用。如果有

25、力使物體 克制重力作向上加速運(yùn)動(dòng)，那么就會(huì)呈現(xiàn)超重現(xiàn)象。如果物體沿著重力作向下加速運(yùn)動(dòng)，就會(huì) 呈現(xiàn)失重現(xiàn)象。6、觸電的人是被電吸住了嗎？常聽人們有這種說法：觸電時(shí)人被電吸住了，抽不開。實(shí)際上這個(gè)說法是錯(cuò)誤的。我們知 道，不管是否存在電流，在一般情況正導(dǎo)線中、電器中的正、負(fù)電荷的電量是相等的，對(duì)外的 靜電作用是相互抵消。即使局部地方偶爾出現(xiàn)少許正、負(fù)電荷但不相等，其靜電引力也是微缺 乏道的。但是問題出現(xiàn)了，人手觸電時(shí)，為什么有時(shí)不把手抽回來？難道不想抽回來？顯然是 被吸住了抽不回來。對(duì)這一提問可用電流的生理效應(yīng)來解釋。人手觸電時(shí)，由于電流的刺激，手會(huì)由痙攣到麻痹。即使發(fā)出抽回手的指令，無奈手已無

26、 法執(zhí)行這一指令了。調(diào)查說明，絕大多數(shù)觸電死亡者，都是手的掌心或手指與掌心的同側(cè)部位 觸電。剛觸電時(shí)，手因條件反射而彎曲，而彎曲的方向恰使手不自覺地握住了導(dǎo)線。這樣，加 長(zhǎng)了觸電時(shí)間，手很快地痙攣以致麻痹。這時(shí)即使想到應(yīng)松開手指、抽回手臂，已不可能，形似被吸住”了。如假設(shè)觸電時(shí)間再長(zhǎng)一點(diǎn)，人的中樞神經(jīng)都已麻痹，此時(shí)更不會(huì)抽手了。這些過程都是在較短的時(shí)間發(fā)生的。如手的反面觸電，對(duì)一般的民用電，那么不容易導(dǎo)致死亡，有經(jīng)歷的電工為了判斷用電器 是否漏電而手邊又無驗(yàn)電筆，有時(shí)就用食指指甲一面去輕觸用電器外殼。假設(shè)漏電，那么食指 將因條件反向而彎曲，彎曲的方向又恰是脫離用電器的方向。這樣，觸電時(shí)間很短，

27、不致有危 險(xiǎn)。當(dāng)然，電壓很高，這樣作也會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。7、空氣和太為了解釋這種物理現(xiàn)象，首先簡(jiǎn)單了解一些空氣和太的知識(shí)?？諝馐窃诘厍蛲饷姘?一層“防彈衣，保護(hù)著地球上生物不受紫外線的照射?？諝獠⒉皇强盏?，是由很多的微粒組 成。其中99%是氮?dú)夂脱鯕?，其余那么是別的氣體（如二氧化碳、，惰性氣體等）、小水滴和來源于工廠的粉塵、風(fēng)中的揚(yáng)沙、火山爆發(fā)的巖灰等漂浮微粒。但是空氣的成分并不是固定的，這 依賴于所在的位置、天氣和其他的不固定因素（如森林、海洋以與火山爆發(fā)和污染的嚴(yán)重與否）。光是能量以電磁波傳播的一種方式，在真空中的傳播速度為每秒 30萬(wàn)千米。光和其他波（比方聲波）不同的是具有波粒二象性。這

28、是因?yàn)楣馐怯梢环N無質(zhì)量的粒子一一光子組成，所以光不 但具有波的特性，還有粒子的特性。光傳遞能量的大小與光的頻率成正比，而光的頻率正好決 定其顏色。但我們的眼睛只能看到其中特定頻率圍的光，稱之為可見光，頻率過高（紫外線）和過低（紅外線），我們都看不見。對(duì)于太，牛頓首先用三棱鏡發(fā)現(xiàn)其中包含著赤、橙、黃、綠、藍(lán)、靛和紫7種顏色?？梢杂靡粋€(gè)小實(shí)驗(yàn)即可觀察到“七彩。取裝入水的玻璃缸放在房子中入射的地方，然后在水中放 一面小鏡子，用一白紙接收從盆中小鏡子反射的光，根據(jù)光的折射原理，即可從白紙上看到一 個(gè)漂亮的人造彩虹。在 7種不同的光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng) （頻率最低），紫光波長(zhǎng)最短（頻率最高）。 我們?nèi)庋鬯?/p>

29、到的是它們的混合結(jié)果。8 / 44.專業(yè) DOC.8、天空為什么是藍(lán)色的?除非有外界干擾，光都是以直線傳播的。當(dāng)光在空氣中傳播時(shí)，不可防止要遇到空氣中的 氣體分子和其他微粒。這些微粒對(duì)光有吸收、反射和散射等物理作用，正是這些物理作用使得 晴日里天空成為蔚藍(lán)色。正確解釋天空為什么是藍(lán)色始于 1859年?？茖W(xué)家泰多爾首先發(fā)現(xiàn)藍(lán)光要比紅光散射強(qiáng)得多, 這就是“泰多爾效應(yīng)。幾年之后，科學(xué)家瑞利更詳細(xì)地研究了這種現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)散射強(qiáng)度與 波長(zhǎng)的4次方成反比。后來，更多科學(xué)家稱這種現(xiàn)象為“瑞利散射。瑞利散射很容易通過下 面一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證：用一個(gè)盛滿水的水杯，然后往水杯中滴入幾滴牛奶，用手電筒做光源， 從水

30、杯的一側(cè)照射，從水杯的另一側(cè)看到的是紅光，而從垂直于光線的 方向看到的卻是藍(lán)色（在黑暗處的效果更明顯）。當(dāng)時(shí)，泰多爾和瑞利都認(rèn)為天空的藍(lán)色是由于空氣中有小的粉塵微 粒和小水滴所致，這些小的粉塵微粒和小水滴就類似于水中的牛奶懸浮 顆粒。即便今天，也有許多人這樣認(rèn)為。事實(shí)上并非如此，如果天空完 全是由于小的粉塵微粒和小水滴引起的，那么天空的顏色將隨著濕度而變，事實(shí)上天空的顏色隨著濕度的變化非常小，除非下雨或者烏云密布。后來科學(xué)家猜想用空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥肿幼阋越忉屘炜罩械摹疤┒酄?效應(yīng)。這種猜想最終被愛因斯坦所證實(shí)，他對(duì)這種散射效應(yīng)作了詳細(xì)的計(jì)算，并且計(jì)算結(jié)果 與實(shí)驗(yàn)相符合。我們所看到的是因?yàn)榭諝?/p>

31、分子和其他微粒對(duì)入射的太進(jìn)展選擇性散射的結(jié)果。散射強(qiáng)度與微粒的大小有關(guān)。當(dāng)微粒的直徑小于可見光波長(zhǎng)時(shí)，散射強(qiáng)度和波長(zhǎng)的4次方成反比，不同波長(zhǎng)的光被散射的比例不同，此亦成為選擇性散射。當(dāng)太進(jìn)入大氣后，空氣分子和微粒（塵埃、水滴、冰晶等）會(huì)將太向四周散射。組成太的紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫7種光中，紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，紫光波長(zhǎng)最短。波長(zhǎng)比擬長(zhǎng)的紅光透射性最大，大局部能夠直接透過大氣中的微粒射向地 面。而波長(zhǎng)較短的藍(lán)、靛、紫等色光，很容易被大氣中的微粒散射。以入射的太中的藍(lán)光（波長(zhǎng)為0.425 m）和紅光（波長(zhǎng)為0.650 m）為例，當(dāng)光穿過大氣層時(shí)，被空氣微粒散射的藍(lán)光約比 紅光多5.5倍。因此晴天天空

32、是蔚藍(lán)的。但是，當(dāng)空中有霧或薄云存在時(shí)，因?yàn)樗蔚闹睆奖?可見光波長(zhǎng)大得多，選擇性散射的效應(yīng)不再存在，不同波長(zhǎng)的光將一視地被散射，所以天空呈 現(xiàn)白茫茫的顏色。如果說短波長(zhǎng)的光散射得更強(qiáng)，你一定會(huì)問為什么天空不是紫色的。其中一個(gè)原因就是在 太透過大氣層時(shí)，空氣分子對(duì)紫色光的吸收比擬強(qiáng)，所以我們所觀測(cè)到的太中的紫色光較少， 但并不是絕對(duì)沒有，在雨后彩虹中我們很容易觀察到紫色的光。另外一個(gè)原因和我們的眼睛本 身有關(guān)。在我們的眼睛中，有 3種類型的接收器，分別稱之為紅、綠和藍(lán)錐體，它們只對(duì)相應(yīng) 的顏色敏感。當(dāng)它們受到外界的光刺激時(shí)，視覺系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同承受器受到刺激的強(qiáng)弱重建這 些光的顏色，也就是我們所

33、看到物體的顏色。事實(shí)上，紅色錐體和綠色錐體對(duì)藍(lán)色和紫色的刺 激也有反映，紅錐體和綠錐體同時(shí)承受到的刺激，此時(shí)藍(lán)錐體接收到藍(lán)光的刺激較強(qiáng)，最后它 們聯(lián)合的結(jié)果是藍(lán)色的，而不是紫色的。9、家電節(jié)能1照明節(jié)電日光燈具有發(fā)光效率高、光線柔和、壽命長(zhǎng)、耗電少的特點(diǎn)，一盞 14瓦9 / 44.專業(yè) DOC.節(jié)能日光燈的亮度相當(dāng)于 75瓦白熾燈的亮度，所以用日光燈代替白熾燈可以使耗電量大大降低。在走廊和衛(wèi)生間可以安裝小功率的日光燈。看電視時(shí)，只開1瓦節(jié)電日光燈，既節(jié)約用電，收看效果又理想。還要做到人走燈滅，消滅“長(zhǎng)明燈。2電視機(jī)節(jié)電電視機(jī)的最亮狀態(tài)比最暗狀態(tài)多耗電5060%音量開得越大，耗電量也越大。所以看

34、電視時(shí)，亮度和音量 應(yīng)調(diào)在人感覺最正確的狀態(tài)，不要過亮，音量也不要太大。這樣 不僅能節(jié)電，而且有助于延長(zhǎng)電視機(jī)的使用壽命。有些電視機(jī)只 要插上電源插頭，顯像管就預(yù)熱，耗電量為68瓦。所以電視機(jī)關(guān)上后，應(yīng)把插頭從電源插座上拔下來。3電冰箱節(jié)電 電冰箱應(yīng)放置在陰涼通風(fēng)處，決不能靠近 熱源，以保證散熱片很好地散熱。使用時(shí)，盡量減少開門次數(shù)和時(shí)間。電冰箱的食物不要塞得 太滿，食物之間要留有空隙，以便冷氣對(duì)流。準(zhǔn)備食用的冷凍食物，要提前在冷藏室里慢慢融 化，這樣可以降低冷藏室溫度，節(jié)省電能消耗。4洗衣機(jī)節(jié)電洗衣機(jī)的耗電量取決于電動(dòng)機(jī)的額定功率和使用時(shí)間的長(zhǎng)短。電動(dòng)機(jī)的功率是固定的，所以恰當(dāng)?shù)販p少洗滌時(shí)間

35、，就能節(jié)約用電。洗滌時(shí)間的長(zhǎng)短，要根據(jù)衣物的種 類和臟污程度來決定。一般洗滌絲綢等精細(xì)衣物的時(shí)間可短些，洗滌棉、麻等粗厚織物的時(shí)間 可稍長(zhǎng)些。如果用洗衣機(jī)漂洗，可以先把衣物上的肥皂水或洗衣粉泡沫擰干，再進(jìn)展漂洗，既 可以節(jié)約用電，也減少了漂清次數(shù)，到達(dá)節(jié)電的目的。5電風(fēng)扇節(jié)電 一般扇葉大的電風(fēng)扇，電功率就大，消耗的電能也多。同一臺(tái)電風(fēng)扇的最快檔與最慢檔的耗電量相差約40%在快檔上使用1小時(shí)的耗電量可在慢檔上使用將近2小時(shí)。所以，常用慢速度，可減少電風(fēng)扇的耗電量。10、為什么蝦片用油一炸就會(huì)脹大 ？蝦片是用熟淀粉制作的。制作時(shí)在里面形成的許多微孔中都封閉進(jìn)一些空氣。由于這些微 孔非常細(xì)小，所以我

36、們用肉眼看不出來。把蝦片放進(jìn)熱油鍋里，一方面熟淀粉遇熱就要軟化， 另一方面微孔中的空氣受熱就要急劇膨脹。里面的空氣要向外擠，外面的熟淀粉又軟化了，于 是蝦片立刻被脹大了。等到溫度一降低，外面的淀粉又硬化后，蝦片就變得又松又脆，胖乎乎 的了。11、為什么通常女人比男人更容易仰浮在水面上？夏天，我們一起去游泳，幾個(gè)男同學(xué)試著仰浮在水面上不動(dòng)，他們發(fā)現(xiàn)，總是腳向下沉。而旁邊的幾個(gè)女同學(xué)卻可以仰浮在水面上。這是為什么呢？我們知道，人的平均密度是在1.0Xl03kg/m3左右變化，當(dāng)人憋住一口氣，人的密度小于水的密度，人應(yīng)當(dāng)能漂在水面上；但是 男人的密度比女人的密度大，這是因?yàn)榕松眢w脂肪所占的比率高于

37、男人，女人體脂肪約占體 重的20%,而男人體脂肪約占體重的 15%左右。這樣女人比男人更容易被水托起來。此外，從體形上看，男、女差異也決定了女人比男人更容易浮在水面。男人的整個(gè)身體中 體積最大的是胸部，因此，水對(duì)男人的浮力的作用點(diǎn)在靠近肺部的附近，而由于腳的重力，男 人的重心在偏離肺部的臀部附近，這一對(duì)力不作用在一條直線上，產(chǎn)生了轉(zhuǎn)動(dòng)的效果腳向下沉。10 / 44.專業(yè) DOC.女人整個(gè)身體中體積最大的部位是臀部，浮力對(duì)女人的作用點(diǎn)在臀部附近，其重心在臀部 稍上一點(diǎn)的地方，兩個(gè)力的作用線離得很近，稍加調(diào)整人的姿態(tài)，就可以便浮力與重力在同一 條直線上，到達(dá)二力平衡，使女人浮在水面上比男人要穩(wěn)得多

38、。男人假設(shè)想平穩(wěn)地仰浮在水面,可將兩臂舉過頭頂平伸出去，使重心上移可減少腳下沉的趨勢(shì)。12、為什么泡菜壇子的上方要有一個(gè)環(huán)狀水槽？有一種制做泡菜的壇子，制的容器上方有環(huán)狀水槽。把泡菜湯和需泡 制的萊放進(jìn)壇后，將碗倒扣在環(huán)狀水槽上，并在水槽加適量的水，就可以 泡制泡菜了。泡制泡菜是乳酸菌對(duì)菜進(jìn)展加工的過程，乳酸菌是厭氧菌，也就是說腌制泡菜應(yīng)在隔絕空 氣的條件下進(jìn)展。環(huán)狀水槽上倒扣一個(gè)碗，加適量水后，水槽被碗邊分成了兩個(gè)底都相通的容 器，即連通器，根據(jù)連通器原理，碗邊外的水面相平。這樣壇外的空氣被水隔開?？諝獠荒苓M(jìn) 入壇，保證了壇的化學(xué)變化正常進(jìn)展。另外，壇發(fā)生化學(xué)變化產(chǎn)生了氣體，當(dāng)壇氣壓大于壇外

39、大氣壓強(qiáng)時(shí)，這局部氣體還可以通 過環(huán)狀水槽的底部的水排出壇外?？梢姯h(huán)狀水槽起著隔絕空氣和單向閥門兩個(gè)作用，在泡制泡菜的過程中起著關(guān)鍵的作用。 如果你家正在用泡菜壇子泡制泡菜的話，千萬(wàn)別忘了給環(huán)狀水槽添水，因?yàn)樗蹨\，盛不了多 少水，很容易蒸發(fā)完，使泡菜壇外氣體相通，使泡菜湯發(fā)生霉變，長(zhǎng)了一層白毛，只好將其全 部倒掉，那多可惜呀！13、濕襪子為什么粘腳？襪子穿在腳上，腳踩在水中，襪子濕透了，這時(shí)要把襪子脫下來可費(fèi)力了，就好似粘在腳 上一樣。 有人說，這是水有粘性，是水把襪子和腳粘在了一起，這種說法不準(zhǔn)。是空氣把襪 子和腳粘在了一起，同時(shí)水分子之間的引力也起了作用。干襪子和腳之間原來有一層空氣，襪

40、子的外層都受到大氣壓的作用，脫襪不必克制大氣壓 的壓力。襪子濕透了，襪子和腳之間的空氣都排掉了，襪子的空隙充滿了水以后成了一個(gè)封閉 的整體，外面的空氣進(jìn)不到襪子和腳之間，大氣壓從襪子外面把襪子緊緊地壓在腳上，所以脫 濕襪子還要克制大氣壓力很不容易。不是襪子粘在了腳上，而是被壓在腳上。另外，襪子和腳上都有水，水分子之間有引力，脫襪子時(shí)還要多克制水分子間的吸引。由 于上述兩個(gè)原因，脫濕襪子比脫干襪子困難一些。14、風(fēng)箏為什么能升上天？每年的春天，的風(fēng)箏會(huì)一下多起來，無論是天安門廣場(chǎng)， 還是新建的立交橋邊的空地上，都有不少的大人小孩興致勃勃 地把五顏六色、各式各樣的風(fēng)箏放上天空。這些風(fēng)箏在上翩翩 起

41、舞，十分壯觀。但是你知道風(fēng)箏為什么會(huì)飛上天嗎？有人說風(fēng)箏是風(fēng)吹上天的，說的不全對(duì)，紙片被風(fēng)吹上天不一會(huì)兒就自己落到地面來。風(fēng)11 / 44.專業(yè) DOC.箏被線拉著與風(fēng)吹來的方向有一定的角度，當(dāng)風(fēng)刮到風(fēng)箏上的時(shí)候，由于風(fēng)箏的阻擋風(fēng)的方向 發(fā)生改變，風(fēng)箏給風(fēng)一股力量，使風(fēng)轉(zhuǎn)變了方向。根據(jù)牛頓第三定律，作用力與反作用力的大 小相等，方向相反，分別作用在相互作用的兩個(gè)物體。風(fēng)也就給風(fēng)箏一個(gè)反作用力，這個(gè)力使 風(fēng)箏向上，向遠(yuǎn)方飄去，這時(shí)只要適當(dāng)?shù)胤砰_拉住風(fēng)箏的細(xì)線，風(fēng)就把風(fēng)箏送上了天空。當(dāng)人 拉緊細(xì)線，細(xì)線對(duì)風(fēng)箏的拉力與風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力方向相反，不讓風(fēng)箏遠(yuǎn)去。風(fēng)箏在這兩個(gè)力 的作用下，懸在半空中。如果

42、風(fēng)速太小，風(fēng)對(duì)風(fēng)箏的作用力缺乏以支持風(fēng)箏的重力和細(xì)線的拉力，風(fēng)箏就會(huì)從高處 向下跌落。一般靠近地面的風(fēng)力較小，必須設(shè)法使風(fēng)箏到達(dá)一定的高度，才能自動(dòng)上升到更高 處，線在空中飄浮。因此人們往往拉著風(fēng)箏迎著風(fēng)跑，或登到高處使吹到風(fēng)箏上的風(fēng)速大一些， 使風(fēng)箏飛升上天。15、乘飛機(jī)時(shí)，乘務(wù)員為什么要發(fā)給乘客口香糖？當(dāng)你乘飛機(jī)旅行時(shí)，乘務(wù)員總是要在飛機(jī)起飛前發(fā)給你口香糖，這是不是為了給你的旅行 增加甜蜜的味道？不是，而是為了減輕你在飛行中的不適。我們知道大氣層空氣的密度是變化的，大氣壓強(qiáng)隨著高度的增加而減少。雖然我們的大型 民航客機(jī)的機(jī)艙是密封的，但是在飛機(jī)起飛、降落和航行中，機(jī)艙空氣的壓強(qiáng)還是會(huì)有較大

43、的 變化。人在地面時(shí)，地面的大氣壓強(qiáng)為 1個(gè)大氣壓左右，人的耳咽管與耳道空氣的壓強(qiáng)也是一個(gè) 大氣壓左右，當(dāng)飛機(jī)升入高空之后，機(jī)艙的空氣壓強(qiáng)降低，而耳與耳咽管封閉著一個(gè)大氣壓的 氣體，造成鼓膜外有個(gè)壓強(qiáng)差，使鼓膜受到從耳向外耳的壓力作用，使人感到頭暈、惡心，甚 至于出現(xiàn)嘔吐等不舒服的病癥。這時(shí)只要開嘴，作咀嚼、吞咽動(dòng)作，耳咽管就會(huì)開啟與空氣相 通，使耳中的空氣壓強(qiáng)與機(jī)艙的氣壓一樣，使加在鼓膜上的壓強(qiáng)差消失。為了幫助你能翻開你 的耳咽管減輕乃至消除由于氣壓變化給你帶來的不適，乘務(wù)員發(fā)給你口香糖，是為了讓你輕松地、甜蜜地渡過這個(gè)難關(guān)。我們從這個(gè)實(shí)例中可以知道，當(dāng)你周圍環(huán)境的氣壓作較劇烈變化 的時(shí)候，

44、主動(dòng)嘴，使、外耳壓強(qiáng)保持一致，是保護(hù)耳朵的好方法之一。16、為什么公共汽車后面的窗子是不翻開的？當(dāng)你坐在疾馳的公共汽車中的時(shí)候，是否發(fā)現(xiàn)，汽車的后窗總是 關(guān)閉的，這是怎么回事，為什么在很熱的夏季， 都不翻開車的后窗呢如果有一條小魚在茫茫的大海里游泳，水面是不會(huì)產(chǎn)生什么波浪的。如果大鯨魚游來就會(huì) 激起滾滾的浪花。這是由于鯨的身體很大，它要占據(jù)很大的體積，當(dāng)他往前游的時(shí)候，它離開 的地方就會(huì)有水補(bǔ)充進(jìn)來，因此，鯨的尾部常常出現(xiàn)巨大的浪頭。公共汽車也是這樣的，在車身剛經(jīng)過的地方，就要有空氣來補(bǔ)充，因此，空氣就由兩旁和后面這些地方涌來，形成一股渦流?？諝獾臏u流卷起地上的塵土，緊跟在汽車后面，卷起一個(gè)

45、大灰柱；這就是我們看到的汽車后面的飛揚(yáng)的塵土。如果我們把公共汽車的后面的窗子翻開， 那么空氣必然夾帶著塵土，一個(gè)勁地往車?yán)飻D。因此，公共汽車后面的窗子，大多是不打開的。12 / 44.專業(yè) DOC.17、公共廁所里的自動(dòng)沖水水箱為什么能定時(shí)沖水？在公共廁所里常見到定時(shí)自動(dòng)放水沖洗的裝置，它是根據(jù)虹吸現(xiàn)象制造的衛(wèi)生設(shè)備。虹吸現(xiàn)象在日常生活中常見。拿一根裝滿水的長(zhǎng)橡皮管，兩頭用手捏住，把它的一頭插入放在 桌子上的水桶里，讓橡皮管另一端掛在水桶的外邊，掛在外邊的橡皮管較長(zhǎng)。松開捏著皮管里 兩端的手，水桶里的水就會(huì)源源不斷地流出來，直到水桶里的水位降到管子口的下方為止。這 是因?yàn)橄鹌す芾锕酀M了水，大氣

46、壓強(qiáng)壓著水流入橡皮管，由于橡皮管的出水口低于桶里的水位, 產(chǎn)生了壓強(qiáng)差，水就順著管子流了出來。這就是虹吸現(xiàn)象。翻開水龍頭，向高懸于廁所房頂?shù)乃渥⑺．?dāng)注進(jìn)的水的水位，低于虹吸管上端彎曲的 局部因?yàn)楣苡锌諝獠粫?huì)發(fā)生虹吸現(xiàn)象。當(dāng)注進(jìn)水位高于水管上方彎曲局部時(shí)，水管灌滿了水， 發(fā)生虹吸現(xiàn)象，水箱的水自動(dòng)地沖出來沖洗下水道，直到水位下降到彎管進(jìn)水口之下。接著又 開場(chǎng)第二次儲(chǔ)水的過程。水儲(chǔ)滿了之后又發(fā)生虹吸現(xiàn)象，只要進(jìn)水量調(diào)得合理，就能保證水槽 定時(shí)，定量沖水。18、為什么下水管要穿出樓頂 ？現(xiàn)在的樓房里的廚房和廁所都要安裝較粗的下水管，這是因?yàn)橄滤赖目展芾镉锌諝?，?氣要占據(jù)空間，水管里的廢水如果

47、不能把空氣擠出去，廢水就會(huì)堵在下水管的上端，流不下去, 下水管的上端穿出屋頂，就給下水道里的空氣留了出路。廢水往下流把空氣往上擠，讓空氣流 到樓頂?shù)拇髿庵腥?，廢水才會(huì)順順當(dāng)當(dāng)?shù)赝铝?。生活中也有這樣的實(shí)例。我們用漏斗向瓶中灌油時(shí)，假設(shè)漏斗緊壓在瓶口，瓶中的空氣排 不出去，油就停在漏斗中不漏到瓶子里。當(dāng)我們把漏斗從瓶中提起，使漏斗與瓶口之間出現(xiàn)空 隙，漏斗中的油就會(huì)順利地流到瓶中。這是因?yàn)槠恐械目諝鈴钠靠诤吐┒分g排出瓶外，不再堵住漏斗的油向下流。19、夏天冰棍會(huì)什么會(huì)冒汽？夏天，由于外面的氣溫比冰棍的溫度高得多，冰棍一旦遇到空氣 就要融化，融化時(shí)要從周圍的空氣中吸收大量的熱，使空氣的溫度下 降

48、。平時(shí)空氣里含有一定量的水蒸氣，由于溫度突然降低，就到達(dá)飽 和或過飽和狀態(tài)。也就是說，冰棍周圍的空氣由于溫度降低，便容納不下原來所含的那么多水 蒸氣了。在這種情況下，多余的水蒸氣就結(jié)成微小的水珠，形成一團(tuán)團(tuán)飄浮著的霧狀水滴，經(jīng) 光線照射，就成了白色的水汽。20、服裝的顏色。“冬不穿白，夏不穿黑。這是人們從生活實(shí)踐中總結(jié)出來的經(jīng)歷，你知道它包含的科學(xué) 道理嗎？太陽(yáng)不僅給人們送來光明，而且還送來了大量的輻射熱。對(duì)于輻射熱來說，黑色也是 只吸收，不反射，而白色正好相反。白色的東西能夠反射所有顏色的光線，因此看起來就是白 色的；而黑色的東西卻能吸收所有顏色的光線，沒有光線反射回來，所以看起來就是黑色的

49、了。 一般說來，深色的東西，對(duì)太和輻射熱，吸收多，反射少；而淺色的東西，那么反射多，吸收 少。因此，夏天人們都喜歡穿淺色衣服，像白色、灰色、淺藍(lán)、淡黃等，這些顏色能把大量的13 / 44.專業(yè) DOC.光線和輻射熱反射掉，使人感到?jīng)鏊?；冬季穿黑色和深藍(lán)色的衣服最好，它們能夠大量地吸收 光和輻射熱，人自然就感到暖和了。21、多孔的凍豆腐。豆腐本來是光滑細(xì)嫩的，冰凍以后，它的模樣為什么會(huì)變得象泡沫塑料呢?豆腐的部有無數(shù)的小孔，這些小孔大小不一，有的互相連通，有的閉 合成一個(gè)個(gè)小“容器，這些小孔里面都充滿了水分。我們知道，水有一 種奇異的特性：在4c時(shí)，它的密度最大，體積最??；到0c時(shí)，結(jié)成了冰，

50、它的體積不是縮小而是脹大了，比常溫時(shí)水的體積要大 10%左右。當(dāng)豆腐的溫度降到0 c以下時(shí)，里面的水分結(jié)成冰， 原來的小孔便被冰撐大了， 整塊 豆腐就被擠壓成網(wǎng)絡(luò)形狀。等到冰融化成水從豆腐里跑掉以后，就留下了 數(shù)不清的孔洞，使豆腐變得象泡沫塑料一樣。凍豆腐經(jīng)過烹調(diào)，這些孔洞 里都灌進(jìn)了湯汁，吃起來不但富有彈性，而且味道也格外鮮美可口。22、爆米花為什么會(huì)膨脹?“砰！隨著一聲巨響，爆米花的香氣便飄散開來。爆米花個(gè)大粒圓，酥脆芳香，是很受 歡送的一種膨體食品。大米經(jīng)過爆米機(jī)一加工，體積陡然脹大好多倍，難怪人們幽默地把爆米 機(jī)稱作“糧食擴(kuò)大器哩！那么，米粒是怎樣被擴(kuò)大的呢？我們知道，密封在容器中的氣

51、體，都有一個(gè)特別的脾氣：溫度增高，壓強(qiáng)就增大。給爆米 機(jī)加熱的時(shí)候，密封在罐里的空氣的壓強(qiáng)逐漸增大；同時(shí)，裝在里面的大米逐漸被加熱，貯存 在米里的水分也逐漸蒸發(fā)出來，聚積在鐵罐。罐的溫度不斷升高，罐的氣壓越來越大，這種高 壓阻止米中水分繼續(xù)蒸發(fā)，使殘存在米中的水分也逐漸升溫升壓，一個(gè)個(gè)米粒象憋足了氣的小 氣球，只因?yàn)槭艿焦逇鈮旱募s束，它們才不能爆開。當(dāng)罐氣壓升高到23個(gè)大氣壓的時(shí)候，便停止加熱。這時(shí)，爆米花的師傅拿一條長(zhǎng)布袋套在爆米機(jī)的口上，然后翻開蓋子。說時(shí)遲，那 時(shí)快，在一聲巨響中，大米噴到布袋里了。高溫高壓的米粒突然進(jìn)入氣壓較低的環(huán)境中，憋在 米粒中的高溫高壓水分，失去了約束力，便急驟膨

52、脹，使米粒迅速脹大，變成了爆米花。透過爆米花，使我們看到了 “高溫高壓的巨大力量。節(jié)日的焰火、鞭炮，工地上的爆破, 工廠里的蒸汽錘，大力士蒸汽火車頭它們那種有聲有色的表演，都是“高溫高壓導(dǎo)演出 來的。隨著科學(xué)技術(shù)的開展，它已成為生產(chǎn)上的強(qiáng)大動(dòng)力。23、接地放電地球是良好的導(dǎo)體，由于它特別大，所以能夠承受大量電荷而不 明顯地改變地球的電勢(shì)，這就如同從海洋中抽水或向海洋中放水，并 不能明顯改變海平面的高度一樣。如果用導(dǎo)線將帶電導(dǎo)體與地球相 連，電荷將從帶電體流向地球，直到導(dǎo)體帶電特別少，可以認(rèn)為它不再帶電。生產(chǎn)中和生活實(shí)際中往往要防止電荷的積累，這時(shí)接地是一項(xiàng)有效施。24、為什么尖端會(huì)放電？通常情

53、況下空氣是不導(dǎo)電的，但是如果電場(chǎng)特別強(qiáng)，空氣分子中的14 / 44.專業(yè) DOC.正負(fù)電荷受到方向相反的強(qiáng)電場(chǎng)力，有可能被“撕開，這個(gè)現(xiàn)象叫做空氣的電離。由于電離 后的空氣中有了可以自由移動(dòng)的電荷，空氣就可以導(dǎo)電了?？諝怆婋x后產(chǎn)生的負(fù)電荷就是電子, 失去電子的原子帶正電，叫做正離子。由于同種電荷相互排斥，導(dǎo)體上的靜電荷總是分布在外表上，而且一般說來分布是不均勻 的，導(dǎo)體尖端的電荷特別密集，所以尖端附近空氣中的電場(chǎng)特別強(qiáng)，使得空氣中殘存的少量離 子加速運(yùn)動(dòng)。這些高速運(yùn)動(dòng)的離子撞擊空氣分子，使更多的分子電離。這時(shí)空氣成為導(dǎo)體，于 是產(chǎn)生了尖端放電現(xiàn)象。25、爆炸時(shí)寂靜區(qū)是怎樣形成的?在離爆炸地點(diǎn)往

54、北遠(yuǎn)隔 160km的地方，人們卻很清楚地聽到了這次爆炸聲。聲音怎么會(huì)跳 躍到這么遠(yuǎn)的地方去？中間的寂靜區(qū)是怎樣形成的呢？聲音傳播的速度與溫度有關(guān)，溫度越高聲速越大。在大氣下層，溫度隨高度的升高而降低； 在較高的氣層中氣溫又隨高度的增加而升高。在這種情況下，聲波的射線開場(chǎng)向上彎曲，隨后 發(fā)生全反射現(xiàn)象而射回地面。到地面又可發(fā)生反射。發(fā)生反射的地方均可聽到聲音。如反射很 強(qiáng)，那么此過程還可繼續(xù)進(jìn)展下去。沿著地面?zhèn)鞑?，聲音是傳不遠(yuǎn)的。因?yàn)榈孛嫔系教幎加袠淠?、山丘、建筑物以與其它許多 凹凸不平的東西，聲波遇到這些障礙物就會(huì)發(fā)生反射或吸收。阿爾卑斯山隧道里的爆炸聲，那么經(jīng)過隧道弧形壁反射而形成聲音的聚焦

55、；聲音被集中起來后，傳播出去：它沿地面只傳播了 30km；這強(qiáng)大的聲流又向空中傳播，聲音的射線不斷彎工， 恰又礦碰到了北方約 80km處濃厚的云；變反射到遠(yuǎn)隔160km的地區(qū)去。這樣，在30km和160km 之間變出現(xiàn)了寂靜區(qū)。在戰(zhàn)爭(zhēng)中，如果發(fā)生這種奇異現(xiàn)象，指揮員不容易聽到寂靜區(qū)背后的槍炮聲，就會(huì)造成 重大的傷亡。26、為什么汽車大都用后輪驅(qū)動(dòng)？同學(xué)們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)：我們常見的汽車都是用發(fā)動(dòng)機(jī)通過一根長(zhǎng)長(zhǎng)的傳動(dòng)軸帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 來使汽車前進(jìn)的，這叫做后輪驅(qū)動(dòng)。為什么不用發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)前輪，這樣不更方便嗎？其實(shí) 汽車大都用后輪驅(qū)動(dòng)有兩個(gè)方面的原因：第一，汽車的最大牽引力從實(shí)質(zhì)上來說就是地面對(duì)汽車的

56、最大靜摩擦力。通過對(duì)摩擦力的 學(xué)習(xí)我們知道：最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力稍大一點(diǎn)，而滑動(dòng)摩擦力除了與車輪、路面之間的 情況即接觸面的粗糙程度有關(guān)之外，還與車輪對(duì)路面的壓力成正比；另一方面，車輪對(duì)路 面壓力的大小既與載重量大小有關(guān)，還與貨物在車上的位置有關(guān)。而我們知道，貨物和人一般 都在汽車的后半部。一般地，汽車前輪的壓力占汽車載重量的1/4,后輪的壓力占汽車載重量的3/4。另外，即使將貨物放在靠近前輪的地方，車上的貨物由于慣性一般也會(huì)向后移，使后 輪對(duì)地面的壓力自動(dòng)增加。所以要把汽車設(shè)計(jì)為后輪驅(qū)動(dòng)。因此，汽車用后輪驅(qū)動(dòng)可以增大汽 車的牽引力。第二，如果汽車用前輪驅(qū)動(dòng)，前輪既要轉(zhuǎn)向又要驅(qū)動(dòng)，將汽車的

57、傳動(dòng)和方向機(jī)構(gòu)合并在一15 / 44.專業(yè) DOC.起很復(fù)雜，駕駛員操縱方向盤比擬麻煩也很費(fèi)力，也不方便。所以，通常少見前輪驅(qū)動(dòng)的載貨 車。但是，貨物裝載機(jī)一般卻用前輪驅(qū)動(dòng)、后輪轉(zhuǎn)向，這是因?yàn)檠b載機(jī)的載貨斗在前邊，前輪 對(duì)地面的壓力比后輪大得多。有些為獲更大牽引力的汽車，如越野汽車、輪式拖拉機(jī)等用前后 輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)的裝置，但是這些車輛在道路不是特別坎坷、泥濘的情況，還是用后輪驅(qū)動(dòng)，這樣 可以提高行駛的速度。27、為什么熟雞蛋能豎立旋轉(zhuǎn)？把一只煮熟的雞蛋放在桌上旋轉(zhuǎn)，如果用力適宜，它轉(zhuǎn)著轉(zhuǎn)著就會(huì)豎立起來，而生雞蛋就 不會(huì)這樣。英國(guó)和日本科學(xué)家對(duì)這一現(xiàn)象作出了物理學(xué)解釋。熟雞蛋在旋轉(zhuǎn)過程中豎立起來，

58、這看上去是違反物理規(guī)律的，因?yàn)樗闹匦纳?，整個(gè)系 統(tǒng)的能量似乎增加了。科學(xué)家在28日出版的英國(guó)自然雜志上報(bào)告說，事實(shí)上是熟雞蛋的局部旋轉(zhuǎn)能量在蛋殼與桌面之間的摩擦力作用下轉(zhuǎn)換成了一個(gè)水平方向的推力，使熟雞蛋的長(zhǎng)軸 方向改變，在一系列的搖晃震蕩中由水平變?yōu)榇怪薄６u蛋的核是液態(tài)，會(huì)吸收旋轉(zhuǎn)能量， 使它不能轉(zhuǎn)化為推力，因此生雞蛋在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)豎立起來?？茖W(xué)家說，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的關(guān)鍵是蛋殼與桌面間的摩擦力要恰到好處。在完全光滑的桌子 上，旋轉(zhuǎn)的雞蛋不會(huì)豎立起來。而桌面太粗糙了也不行。此外，雞蛋的旋轉(zhuǎn)速度也要適宜，在 大約每秒10轉(zhuǎn)的臨界速度以下，雞蛋不會(huì)豎立起來?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，雞蛋能否豎立起來與其旋

59、 轉(zhuǎn)的初始方向沒有關(guān)系，而且雞蛋也能以任一端立著旋轉(zhuǎn)。28、滑翔翼是怎樣上升的？在自然界中，除了有水平方向的風(fēng)外，還有從地面吹往天空、豎直方向的風(fēng)?；枰砣绻龅搅诉@種上升氣流，就會(huì)同它一起上升?；枰恚ㄅc任何其它使用上升氣流的飛行器 ）翱翔的根本規(guī)那么是尋找上升氣流，并飛到里面去。上升氣流有多種成因，最常見的是山脊氣流和熱氣流。當(dāng)水平方向的風(fēng)吹到障礙物（在這里是山脊）上時(shí)，它被迫沖往上方，這就是山脊氣流。當(dāng)某處地面（水面）被太陽(yáng)曬熱，并將熱量傳導(dǎo)給附近的空氣時(shí)，熱空氣上升，就形成熱氣流。一般而言，山脊氣流沿山脈呈帶狀分布，飛行員在其中來回穿梭。而熱氣流那么始于地面上的某一點(diǎn)，呈柱狀或熱氣泡狀

60、上升，飛行員在該區(qū)盤旋上升。29、飛行當(dāng)中的溫度變化情況怎樣？滑翔翼可在溫度低至零下數(shù)度的冬季飛行，也可在赤日炎炎的沙漠地區(qū)飛行。高度每升高 300米，空氣溫度將下跌 4華氏度。因此，飛行員在高空飛行中必須經(jīng)受較低的氣溫。夏季，如 果你計(jì)劃飛到3600-4200米以上，就需要穿著能保暖的衣服，以免受凍。30、玩滑翔翼對(duì)體格有特殊要求嗎？對(duì)飛行員的年齡、性別、體重和身高有無限制?幾乎人人都可以飛滑翔翼。如果您能肩扛23-32公斤的 東西慢跑，您就能夠?qū)W會(huì)飛滑翔翼。當(dāng)然飛行并不需要您特 別大力，因?yàn)槟捏w重是由吊帶、而不是您的雙臂負(fù)擔(dān)的。16 / 44.專業(yè) DOC.但在惡劣天氣下的長(zhǎng)時(shí)間飛行就需