生活科普读物

电灯泡为什么呈梨型?电灯泡的灯丝是用金属钨制成的。通电后，灯丝发热，温度高达2500℃以上。金属钨在高温下升华，一部分金属钨的微粒便从灯丝表面跑出来，附着在灯泡内壁上。时间一长，灯泡就会变黑，降低亮度，影响照明。科学家们根据气体对流是自下而上的特点，在灯泡内充有少量惰性气体，并把灯泡做成梨形。这样，灯泡内的惰性气体对流时，金属钨蒸发时的黑色微粒大部分被气体卷到上方，着在灯泡的颈部，便可保持玻璃透明，使灯泡亮度不受影响。天空和海水为什么是蓝色的天空为什么是蓝色的?晴朗的天空是蔚蓝色的，这并不是因为大气本身是蓝色的，不是大气中含有蓝色的物质，而是由于大气分子和悬浮在大气中的微小粒子对太阳光散射的结果。由于介质的不均匀性。使得光偏离原来传播方向而向侧方散射开来的现象，称为介质对光的散射。细微质点的散射遵循瑞利定律：散射光强度与波长的四次方成反比。当太阳光通过大气时，波长较短的紫、蓝、青色光最容易被散射，而波长较长红、橙、黄色光散射得较弱，由于这种综合效应，天空呈现出蔚蓝色。旭日为什么是红色的？早晨，阳光通过厚厚的大气层，这时紫光和蓝光被强烈散射，到达地平线时，已剩下无几，余下的只是波长较长的黄、橙、红光。所以，旭日是红色的。这些色光再经地平线上空的大气分子、尘埃、水滴等杂质散射，就使得那里天空呈现出绚丽的彩色，如果有云，它会把光线反射回来，云块上就会染上彩色，出现朝霞和晚霞。海水为什么是蓝色的？人眼看到的海水的颜色，是海水对太阳反射光的颜色。白光射向海水时，由于海水对白光的选择吸收和散射，使海水呈现蓝色。光通过介质时，光的部分能量被介质吸收而转变成介质的内能，使得光的强度随着光穿过的厚度而衰减的现象称为光的吸收。若某种介质在一定波长范围内，对光的吸收程度很小，并且随波长变化不大，这种吸收称为一般吸收；若某种介质对某些波长的光的吸收特别强烈，随波长变化也很大，这种吸收称为选择吸收。太阳光射到海水上时，由于海水对红、黄色光进行选择吸收，而对蓝、紫色光强烈散射、反射，因而海水看起来呈蓝色。绝大部分物体呈现颜色，都是其表面或体内对可见光进行选择吸收的结果。家电节电常识上课可以给学生讲节约用电是指通过加强用电管理，采取技术上可行、经济上合理的节电措施，以减少电能的直接和间接损耗，提高能源效率和保护环境。节约用电，不仅能为社会省下宝贵的能源，使有限电费资源得到更充分的利用，而且也会让您节省电费，生活更舒心。一、照明1．合理布置照明设备的安装位置与高度，一般照明与局部照明要结合起来考虑。2．分装电灯开关，要一灯一开关，尽量做到一灯多用。3．日光灯比白炽灯节电，同样亮度20瓦的日光灯胜过40瓦的灯炮，但只能抵13瓦的节能型荧光灯。4．坚持定期清扫灯泡及照明器具的灰尘，积灰太多，降低照明效率。5．室内墙壁和天棚应尽量采用白色涂料，并应定期粉刷，利用室内墙壁的反光加白色墙可提高照度20%左右。6．楼梯、过道、厕所等处不需要太强的灯光，适宜安装较少的电灯或选用低度数的灯泡，可装上一灯多控的开关，达到随时关灯。二、电视机1．合理调整电视机的亮度和音量，亮度越高和音量越大就越费电。2．不要频繁开关电视机。3．如电源电压变化过大，最好用稳压器。4．白天要避免阳光直射荧光屏，要用布罩蒙住。三、电饭锅1．要充分利用电饭锅的余热，如用电饭锅煮饭时，可在锅沸腾后断电7-8分钟，再重新通电。2．选择电饭锅时，应根据家庭人员的多少、经济条件确定其功率大小。3．锅上盖一条毛巾，可以减少热量损失。4．电饭锅用完后，一定要拔下电源插头，如不拔下则进入保温状态，既浪费电力又减少使用寿命。5．电热盘表面与锅底都有污渍，应擦拭干净或用油砂轻轻打磨干净，以免影响传热效率，浪费电能。四、电冰箱1．购买电冰箱不要盲目攀比，要根据条件。双门比单门耗电高一半左右。相同容积条件下，单门比双门每年少用电近200千瓦时）。2．购买冰箱要选择合适的容积。容积大了耗电多。据有关资料介绍，平均每人需要冰箱容积35升左右。如四口之家，买120～150升的就可以了。3．电冰箱应安放在通风阴凉处，不要被太阳晒和靠近暖气或炉子。冰箱的冷凝器要与墙壁间留有10—20厘米的距离。箱顶上不要放东西，并保留30厘米的空间，以利于散热。4．定期检查门封，防止漏冷气．方法是打开手电放入冰箱，关门观察四周是否漏光，如漏光应换门封，或送修理部修理。5．开门次数尽量少而短，若以每次开门时间半分钟至一分钟计，箱内温度恢复原状压缩机就要工作五秒钟，耗电0．008度。6．箱内温度调节适宜，在盛夏电冰箱的冷藏室温度定为5℃比定为8℃每月多耗电十几度，而且保鲜效果差，一般食物保鲜效果8-10℃最佳，冷冻室的室温-14℃比-18℃要省电2%左右。7．储存食物不宜过满过紧，食品之间与箱壁之间应有10毫米以上的空隙，以利箱内冷空气对流使箱内温度均匀稳定，减少耗电。8．热的食品应冷却至室温，然后放入冰箱内，减少用电量和不必要的水分。9．及时除霜，一般电冰箱内蒸发器表面霜层达5毫米以上时就应除霜，如积霜太厚会产生很大的热阻，影响冷热交换，制冷效果差，耗电量增多。10．制作冷冻食品使用冷开水，忌用热开水，最好在夜间放入电冰箱，因夜间环境温度低。11．经常保持冰箱背部清洁，冷凝器和压缩机的表面灰尘影响散热效果，就会多耗电。12．光线较好的房间，冰箱内的照明灯可拧下不用，不但省电还可减少因灯的热量使温度升高。13．有内脏的鸡、鱼等要挖去内脏，揩干包装好，先放在冷藏室，再移入冷冻室。14．小包装食品省电。15．冷冻的食品在食用前先放在冷藏室内慢慢化水，充分利用能量。五、洗衣机1．洗衣机要根据所洗衣服的量和实际需要设定程序。2．尽可能储足够的衣物才开启洗衣机。3．洗衣机有“强洗”和“弱洗”的功能，选用那种功能是根据织物的种类，清洁的程度决定的。但实际上“强洗”比“弱洗”要省电，因为在同样长的洗涤周期内，“弱洗”比“强洗”的换叶轮旋转方向的次数更多，开开停停次数多，电机重新启动的电流是额定电流的5-7倍，所以“弱洗”反而费电，“强洗”不断省电，还可延长电机寿命。4．洗衣机的洗衣定时刻度为15分钟，脱水定时5分钟。实际使用都不需那么长时间，一般洗衣用6分钟，脱水用1．5分钟即可，时间短了既节电，又减少衣服磨损。5．先浸泡后洗涤。洗涤前，先将衣物在液体皂或洗衣粉溶液中浸泡10—14分钟，让洗涤剂与衣服上的污垢赃物起作用，然后再洗涤。这样，不仅能够使衣物洗的更加干净，而且可使洗衣机的运转时间缩短一半左右，电耗也就相应减少了一半。6．分色洗涤，先浅后深。不同颜色的衣服分开洗，不仅洗的干净，而且也洗得快，比混在一起洗可缩短1／3的时间。对于一些不是很脏的衣物，少放些洗衣粉，也可以减少漂洗次数，达到节约用水。7．先薄后厚。一般质地薄软的化纤、丝绸织物，4—5分钟就可洗干净，而质地较厚的棉、毛织物要十来分钟才能洗干净。厚薄分别洗，比混在一起洗可有效地缩短洗衣机的运转时间。8．采用集中洗涤方法。即一桶洗涤剂连续洗几批衣物，全部洗完后再逐一漂清。每次使用后，勿忘清洁洗衣机的隔棉网，以发挥洗衣机的最佳效能。六、空调1．温度设置不必过低，人的皮肤的临界点温度是33℃，高于33℃就感到热，低于就感到凉。当温度在25℃，相对湿度50%，气流速度为0．15M/S时，人体处于最正常的热平衡状态，人感觉很舒适。调温过低则既费电又感到不舒服。2．不能频繁启动压缩机，停机后必须隔二至三分钟才能开机，否则易引起压缩机因超载而烧毁，且费电多。3．新风开关不应常开，否则冷气大量外流，浪费电能。4．使用的窗帘布宜厚些。开动空调时，应确保门窗紧闭。5．保持过滤网清洁和分体式空调器的室外机组与室内机组之间的连接管路尽量短，以及室外机加盖遮阳罩，都利用节电。6．电风扇的耗电量仅是空调的5-10%，因此在天气不太热的时候，使用电风扇是一个更佳的选择。7．出门前提前关闭空调在离开家前10分钟关闭空调，因在这10分钟之内，室温足可以使人感觉到凉爽与温暖，养成出门前提前关闭空调的习惯，可以节约电能。8．设置睡眠功能利用这个功能，可自动调节室温1—2度，可以起到20%的节电效果。七、微波炉1．冷藏食品宜先解冻才放入炉内烹调。2．微波炉较一般电焗炉节省高达60%的电力，最宜用用作将食物加热或烹制少量食物。3．加工食品时，在被加工的食品上加一层保护膜，使所加工的食品水分不会蒸发，食品味道好而且还能节省电能。4．根据烹饪食品的类别和数量选择火力，目前微波炉上一般都有强、中和弱等多种火力选择，可根据食品的类别和不同的数量来进行选择。5．微波炉的功率大小对使用节电并没有多大关系，其主要决定于加热食品的多少和干湿。在烹饪食品前，可先在食物表面喷洒少许水，可提高微波炉的热效率，达到节省用电的目的。八、电热水器1．应选用适合你一家所需的电热水器，例如2-4人家庭，最宜选用30-40升容量型号。2．淋浴比盆浴节省50%的用水及电力。3．电热水器温度设定要合理。一般在60—80℃之间，开停时间要根据实际需要确定。电源长期开着电能损耗非常大。应尽量避开用电高峰时间，夏天可将温控器调低。4．定期请专业技师检查你家中的电热水器，确保使用安全，提高能源效益。九、电磁炉1．使用与电磁炉配套的铁锅等平底锅具，其锅底的直径为12厘米至26厘米为宜，这样火力就会均衡地集中在锅底上，不会出现浪费。2．合理使用各档火力功率。电磁炉上的使用功能很多，有定时、快速和慢速等功能，所以在使用前最好先看看说明书，了解各功能后再合理使用。一般来说大功率加热速度快，但耗电量也大。3．电磁炉的通风口应离开墙壁5厘米以上且不要将异物放进吸气或排气口里。十、电脑1．暂停使用电脑时，如果预计暂停时间小于1小时，建议将电脑置于待机，如果暂停时间大于1小时，最好彻底关机。2．平时用完电脑后要正常关机，应拔下电源插头或关闭电源接线板上的开关，并逐步养成这种彻底断电的习惯，而不要让其处于通电状态。3．不用的外设像打印机、音箱等要及时关掉（音箱是耗电大户）。4．像光驱，软驱、网卡、声卡等暂时不用的设备可以在BIOS里屏敝掉。（功耗不会下降太多，长时间来看还延长了设备的使用寿命）。5．使用CPU降温软件。6．降低显示器亮度。在做文字编辑时，将背景调暗些，节能的同时还可以保护视力、减轻眼睛的疲劳强度。当电脑在播放音乐、评书、小说等单一音频文件时，可以彻底关闭显示器。7．整理并清洁系统，保持电脑系统的清洁，有利于省电。关闭那些不常用的软件，不让他们驻留在内存中，例如检查屏幕右下角的系统栏，看有没有不用的图标出现。同时按Ctr1+A1t+Del快捷键，也可以关闭那些不使用的软件。8．利用应用程序自带的节电功能。利用某些软件下载游戏、电影等大容量文件时，由于时间长，不可能等待文件下载完成，所以经常发生文件下载已经结束，电脑主机却依然运行的情况，其实，只要在其“工具”选项中选择“完成后关机”命令，电脑就会在下载结束时自动关机，从而轻松实现节电要求。核辐射与人体危害什么是核辐射？什么是核辐射？核辐射有什么危害？面临不期而遇的核辐射，人们有什么样的应对之法？核辐射真的那么可怕吗？简单来说，放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核爆炸和核事故都有核辐射。它有a,b和y三种辐射形式。a辐射只要用一张纸就能挡住，但吸入体内危害大；b辐射是高速电子，皮肤沾上后烧伤明显；y辐射和X射线相似，能穿透人体和建筑物，危害距离远。宇宙、自然界能产生放射性的物质不少，但危害都不太大，只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质才能大范围地对人员造成伤亡。核辐射对人体有什么危害？放射性物质可通过呼吸吸入，皮肤伤口及消化道吸收进入体内，引起内辐射，y辐射可穿透一定距离被机体吸收，使人员受到外照射伤害。内外照射形成放射病的症状有：疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率，影响几代人的健康。一般讲，身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸风险越大。核辐射对人体的危害取决于受不同辐射的时间以及辐射量：1腿部或者手臂进行X光检查时的辐射量；8建筑材料每年所产生的辐射量；10乘飞机时遭受的辐射量；60人体内的辐射量；700大脑扫描的核辐射量；5000每年的工作所遭受的核辐射量；10000患癌症的可能性为1／130；60000~100000出现各种辐射疾病；200000~450000掉头发，血液发生严重病变，一些人在2至6周内死亡；450000~80000030天内将进入垂死状态。核辐射对生物体的伤害是怎么造成的呢？生物体内有大量的各种分子，分子内部的化学键一般键能为二到十个电子伏。核辐射的各种微观粒子带有的能量都比化学键的键能高，因此有一定的可能性破坏人体内分子的化学键，造成分子的性质改变。大部分情况下，细胞内的个别分子被破坏失去生理活性之后，或者整个细胞受损死亡后，会很快被人体分解吸收、重新利用，不会造成重大的伤害。核辐射对生物体的伤害在食品生产中用来常温杀菌，食品经过高强度的射线照射之后可以保证大部分的细菌被灭杀。治疗癌症的放射疗法（放疗）是另外一种应用，通过对癌变的部位进行高强度的辐射处理，使得癌细胞（也包括正常细胞）大量死亡，达到抑制癌症的目的。在极少数情况下，这种伤害可能会造成细胞内染色体上基因的变化，如果恰巧是生殖细胞的基因被改变了，那么如果能够产生正常的后代，就有可能获得一些新的性状。太空育种、辐射育种就是利用高强度的辐射处理种子，然后从这些受到高强度辐射之后还能够发芽的种子里面筛选培育，获得性能比较好的新品种。因为天然辐射而产生的新基因、新品种在生物进化过程中也起到了相当重要的作用，从这个角度来说，维持一个低水平的辐射对于生物种群的进化和发展是有好处的。当然，这种伤害也有一定可能会导致正常的体细胞基因发生变化，如果这种变化不能修复并且细胞仍然存活，就有可能出现细胞不受控制地复制的情况，就成了癌细胞了。因此，长时间接受较高强度的核辐射是有导致癌症的可能性的。但是，如果受到的辐射强度不大的话，就不用去担心。日常受到的核辐射是不可能完全隔绝的，这样的危险总是难以避免，担心也没有用，没有必要过于恐惧。尽量避免接触强的核辐射就好了，比如说应该小心放射性超标的大理石地板、避免直接接触核材料。居里夫人因白血病去世，邓稼先因直肠癌去世，这可能和他们长时间接触放射性物质有关系。症状：急性初期症状：恶心呕吐发热腹泻短时间内大剂量电离辐射引起的放射性损伤，称急性放射病。较长时间超过允许剂量的辐射损伤，称慢性放射病。此病常见于接受过量射线的工作人员、公众及核武器爆炸的罹难者，主要引发造血功能障碍、内脏出血、组织坏死、感染及恶性变等。其中，核辐射导致的全身外照射损伤主要出现在急性放射病典型病程的初期，表现为恶心、呕吐、疲劳、发热和腹泻。“假愈期”患者持续时间长短不同，症状有所缓解。严重的发展到了极期则有感染、出血和胃肠症状。经恰当治疗后上述症状逐渐缓解。而局部照射损伤是随受照剂量的不同，在受照部位可能出现红斑、水肿、干性脱皮和湿性脱皮、起水泡、疼痛、坏死、坏疽或脱发等症状。局部皮肤损伤通常持续几周到几个月，严重者常规方法难以治愈。不过，外照射多见于核电站工作人员。体内污染引起的内照射一般没有明显的早期症状，除非摄入量很高，但这种情况非常罕见。国外发生的核辐射致病事件中，患者多表现为疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率。一般来讲，身体接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸风险也越大。4000毫西弗/次辐射可致死“当量剂量”是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的辐射量。其国际标准单位是“西弗”，定义是每千克人体组织吸收1焦耳为1西弗。西弗是个非常大的单位，因此通常使用毫西弗、微西弗。1毫西弗＝1000微西弗。对日常工作中不接触辐射性工作的人来说，每年正常的天然辐射(主要是因为空气中的氡辐射)为1000~2000微西弗。一次小于100微西弗的辐射，对人体无影响。与放射相关的工人，一年最高辐射量为50000微西弗。一次性遭受4000毫西弗会致死。核燃料中的有效成分是铀-235，铀-235同样也是原子弹中的核炸药，那么核电站会不会像原子弹那样爆炸呢？专家指出，绝没有这种可能性！这是因为，核燃料中铀-235的含量约为3%，而核炸药中的铀-235含量高达90%以上。核燃料引不起核爆炸，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以点燃，而啤酒则因酒精含量低不能点燃一样。冰棍和冰激凌冰棍和冰激凌是世界各国人们都喜欢的止渴解暑食品。当你吃到凉甜可口的冰棍和冰激凌时，你是否想过，世界上最早制作冰棍和冰激凌的是哪个国家呢？我国是冰棍和冰激凌的故乡。早在3000年以前，我国就有用冰解暑的记载。后来皇宫里就有了用奶和糖制成的冰棍。到了元世祖忽必烈时代（大约700多年前），皇宫里又有了类似现在冰激凌的食品，叫做冰酪。那时，元朝统治者禁止王室以外的人制作冰酪。直到意大利旅行家马可波罗离华回国前，元世祖才让人把这种珍品的制作方法教给他。马可波罗回去后，又把这种制作方法传给了意大利王室，意大利王室把这种方法保密了约300年，到1533年，法国国王和意大利人结婚以后，制作冰酪的方法才由意大利传入法国。1777年美国纽约大街上才有了冰激凌广告。我国古代劳动人民的解暑食品是冰核。直到清代，每当盛夏到来之际，北京大街上还有人买冬天入窖保存下来的天然冰快冰核。大约在1935年，北京有人想出了“绝招”：先把天然冰放进一个大木桶里，加入适量的食盐，这样的木桶就成了一个“土冷冻室”。再准备许多圆柱形小铁筒，每个小铁筒里都装满加了香料和糖的水，并插上一根木棍。然后把一个个装满糖水的小铁筒放进“土冷冻室”大木桶里，封闭起来冷冻。经过半小时后，小铁筒里的糖水就冻结成了冰棍。由于这种解暑食品很受顾客的欢迎，所以很快就在前门大街出现了专售冰棍的商店。为什么把食盐放到天然冰里混合后能使水结冰呢？这是因为许多纯净物质一旦掺入杂质，它的凝固点就会降低。放在大木桶里的天然冰，加入适量的食盐，就会因凝固点降低而融解；冰融解时要从小铁筒里的水中吸热，小铁筒的水就会放热冻结成冰。这就是制作冰棍的道理。当然，在现代，人们已经能用各种先进的制冷设备来制造冰棍和冰激凌等冷食了。磁带录音原理话筒把声音变成音频电流，放大后送到录音磁头。录音磁头实际上是个蹄形电磁铁，两极相距很近，中间只留个狭缝。整个磁头封在金属壳内。录音磁带的带基上涂着一层磁粉，实际上就是许多铁磁性小颗粒。磁带紧贴着录音磁头走过，音频电流使得录音头缝隙处磁场的强弱、方向不断变化，磁带上的磁粉也就被磁化成一个个磁极方向和磁性强弱各不相同的“小磁铁”，声音信号就这样记录在磁带上了。放音头的结构和录音头相似。当磁带从放音头的狭缝前走过时，磁带上“小磁铁”产生的磁场穿过放音头的线圈。由于“小磁铁”的极性和磁性强弱各不相同，它在线圈内产生的磁通量也在不断变化，于是在线圈中产生感应电流，放大后就可以在扬声器中发出声音。普通录音机的录音和放音往往合用一个磁头。水声的提示水是会地说话的。听听水的声音，可以判断水的状况。把满满的一瓶子水倒出来。听！水在噗噗作响。用墨水瓶、啤酒瓶、暖水瓶做这个实验，它们发出的声音是不同的。这是因为水流出来的时候，空气要从瓶口挤进去，那一个个气泡钻出水面时会因压强变小而迅速膨胀，发生冲击，水瓶就这样“说话”了。把水壶坐在火炉上，当水壶发出叫声的时候，那水并没有开。等水真正沸腾的时候，叫声又不是那样响了。“响水不开，开水不响。”水壶里的声息为什么能报告壶里的情况呢？坐在火炉上的水壶，壶底的水最先热起来，于是那里就产生了气泡。这些气泡温度很高，水的压力不能把它们压破，水的浮力却让它浮向水面。气泡浮到了上边的冷水层，就把热量传给了冷水，自己的温度降了下来。气泡温度一降，里面的压力也小了，抵挡不住水的压力，就被压破了。水的分子乘机冲入气泡，发生了撞击。气泡浮上来的多了，这种撞击声就会大起来，所以水壶发出叫声的时候，它并没有沸腾。水在大开的时刻，水中的气泡大都钻出水面冲向空气，这时的声响当然就会变成哗啦哗啦的了。人被烫着的时候会喊叫，水挨烫时也会“尖叫”呢：把几滴冷水滴在烧红了的炉盖上，听！它咝咝地尖叫了。烧水做饭时我们常常会听到这种声音。水当然没有知觉，它挨烫时“尖叫”是由于它在急速地变为汽。炉盖或红煤球的温度很高，水滴到上边马上变成了水蒸气。一滴水变为汽，体积大约要膨胀1000倍以上，这一胀就扰动了周围的空气，发出了声音。提一壶冷水，向地面上倒一点。你听到的是清脆的噼啪声。提一壶开水，同样向地面上倒一点，你听到的则是低沉的噗噗声。为什么冷水和开水倒在地上发出的声调不同呢？有人解释说，这是由于冷水里含的空气多，而开水里几乎没有空气了。当冷水浇到地上的时候，水和水里的空气同时跟地面撞击，所以发出的声音比较清脆。开水倒在地上，就只有水跟地面撞击，所以发出的声音比较低沉。这种解释是否确切，可以看看冷开水倒在地上会发出怎样的声音：把一壶煮开的水，每隔两三分钟向地下浇一次，同时注意听它的声音，你会发现，随着水温的降低，音调由低转高，由噗噗声变成了噼啪声。这个实验是已故的科普作家顾均正先生设计的。经过他的研究，认为开水的声音是因为开水的温度造成的。当水温在100℃左右时，水的分子活动能力大大增加了，分子之间的吸引力大为减少，这种沸腾的水，不但表面的水分子在快速蒸发，而且内部的水分子也会争先恐后地跳出来变为汽，所以开水四周总是包围着一层水汽。当水倒到地面上时，水汽首先垫在上面，开水和地面之间有了这一层绒毯似的气垫，撞击的声调也就低沉多了。当水温远低于沸点时，液体内部的分子不再汽化，水柱落地再没有气垫的缓冲作用，声音也就变得清脆了。我们可以用棉被和钢球来验证顾先生的理论：从一定的高度向木床板落下一个钢球，听！那撞击声多么清脆。在床板上垫一床棉被，再让钢球（或其他重物）自由下落。听！声音发闷了。雪花有几个瓣？用显微镜观测雪花，会发现雪花的各个部分是形状、大小完全一样和各部分完全对称的样子，有圆形、箭形、或是锯齿形；有些是完整的，有些又呈格状，但都没有超出六瓣型的范围。为什么雪花会是对称的六边形呢？这和水汽凝华结晶时的晶体习性有关。六个瓣儿的“花朵”雪花都是由水汽在小冰晶上凝华增大而形成的。冰晶属于六方晶体系，它的分子以六角形状占多数。六方晶系最典型的代表是几何学上的一个正六面柱体，它具有四个结晶轴，其中三个辅轴在一个基面上，互相以60度的角度相交，第四轴(主晶轴)与三个辅轴形成基面垂直。当水汽凝华结晶的时候，如果主晶轴比其他三个辅轴发育得慢，并且很短，那么晶体就形成片状;倘若主晶轴发育很快，延伸很长，那么晶体就形成柱状。雪花之所以一般是六角形的，就是因为沿主晶轴方向晶体生长的速度要比沿三个辅轴方向慢得多。雪花周围大气里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一样的，只要稍有差异，水汽含量多的一面总是要增长得快一些，自然而然就形状千姿百态的雪花。由于冰晶的尖角处位置特别突出，水汽供应接触最充分，所以在六角形状的冰晶棱角上长出一个个新的枝杈，最后就变成了六个花瓣样各种姿态的雪花。因此，雪花的基本形状是六角形和六棱柱状的结晶体。雪花全是由小冰花组成的，每一朵小冰花都有六片花瓣，有些花瓣象山苏花一样放出美丽的小侧舌，有些是圆形的，有些又是箭形的，或是锯齿形的，有些是完整的，有些又呈格状，但都没有超出六瓣型的范围。”雪花的基本形状是六角形，但是大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花，就象地球上找不出两个完全相同的人一样。许多学者用显微镜观测过成千上万朵雪花，这些研究最后表明，形状、大小完全一样和各部分完全对称的雪花，在自然界中是无法形成的。步行和奔跑你对于自己每天都要做千万次的动作，应该是很熟悉的了。一般人都在这样想，但是这种想法并不一定正确。最好的例子就是步行和奔跑。真的，我们还有什么比对这两种动作更熟悉的呢？但是，想要找到一些人能够正确地解答我们在步行和奔跑的时候究竟怎样在移动我们的身体，以及步行和奔跑究竟有些什么不同，恐怕也并不太简单。现在我们先来听一听生理学家对于步行和奔跑的解释。我相信，这段材料对于大多数的读者，一定是很新鲜的。假定一个人正在用一只脚站立着，而且假定他用的是右脚。现在，假定他提起了脚踵，同时把身体向前倾①。这时候，从他的重心引下的竖直线自然要越出脚的底面的范围，人也自然要向前跌倒；但是这个跌倒还没有来得及开始，原来停在空中的左脚很快移到了前面，并且落到了从重心引下的竖直线前面的地面上，使从重心引下的竖直线落到两脚之间的面积中间。这样一来，原来已经失去的平衡恢复了，这个人也就前进了一步。这个人自然也可以就是这样停留在这个相当吃力的状态。但是假如他想继续行进，那么他就得把身体更向前倾斜，把从重心引下的竖直线移到支点面积以外，并且在有跌倒倾向的同时，重新把一只脚向前伸出，只是这一次要伸的不是左脚，而是右脚——于是又走了一步，就这样一步一步走下去。因此，步行实际上是一连串的向前倾跌，只不过能够及时把原来留在后面的脚放到前面去支持罢了。让我们把问题看得更深入一些。假定第一步已经走出了。这时侯右脚还跟地面接触着，而左脚却已经踏到了地面。但是只要所走的一步并不太短，右脚脚踵应该已经抬起，因为正是由于这个脚踵的提起，才使人体向前倾跌而破坏了平衡。左脚首先是用脚踵踏到地面的。当左脚的全个脚底已经踏到地面的时候，右脚也完全提到空中了，在这同时，左脚的膝部原来略略弯曲的，由于大腿骨三头肌的收缩就伸直了，并且在这一瞬间成竖直状态。这使得半弯曲的右脚可以离开地面向前移动，并且跟着身体的移动把右脚踵恰好在走第二步的时候放下。接着，那左脚先是只有脚趾踏着地面，立刻就全部抬起到空中，照样地复演方才那一连串的动作。奔跑和步行的不同，在于原是站立在地上的脚，由于肌肉的突然收缩，就强力地弹了起来，把身体抛向前方，使身体在这一瞬间完全离开地面。接着身体又落到地上，但是已经由另外一只脚来支持了，这只脚当身体还在空中的时候已经很快地移到了前方。因此，奔跑是一连串的从一只脚到另一只脚的飞跃。至于在平路上步行时候所消耗的能，它并不象过去想象那样的等于零：步行的人的重心每走一步都要提起几厘米。可以计算得出，在平路上步行时候所做的功，大约等于把步行的人的身体提高到跟所走距离相等的高度时候所做的功的十五分之一。粉笔刮擦黑板为什么如此难听？有些声音听起来让人抓狂，比如粉笔在黑板上滑过的声音。这种噪音让许多人不寒而栗，但研究人员一直不知道这到底是因为什么。如今，一项新的研究发现这里面有两个因素在作祟：对声音来自何方的认知，以及人体耳道的糟糕设计。之前的研究已经发现，那些令人厌恶的声音似乎来自于声音频率的中间范围。但科学家一直无法确定到底是哪些频率，以及解释为什么它们听起来会如此痛苦。因此德国科隆市媒体和通讯Macromedia大学的音乐学家MichaelOehler和奥地利维也纳大学的ChristophReuter，要求听众在一种听力测试中为声音排队。结果显示，指甲或粉笔在黑板上滑过的吱吱声是所有录音中最让人无法接受的声音，其他还包括泡沫塑料发出的吱吱声以及用叉子刮盘子发出的声音。研究人员随后对指甲和粉笔的录音进行了修饰，删除或减弱了不同的频率范围。他们同时还有选择性地将一些音乐片段或是类似噪音的刮擦声加入其中。随后，一些听众被要求告知声音的真正来源，而另一些听众则被要求告知这些声音来自于现代的哪段乐曲。相同的听众最后被要求评价这些声音是令人愉快的还是令人厌烦的，与此同时，研究人员测量了受试者的一些生理指标——心率、血压以及皮肤的导电性。Oehler和Reuter在本周于美国加利福尼亚州圣地亚哥市召开的美国声学学会会议上报告说，当一名听众听到那些令人不愉快的声音后，其皮肤导电性将产生显著变化，这意味着这些声音能够导致可测量的生理响应。更令人感到惊讶的是，研究人员发现，令人感到不愉快的声音频率大约集中在2000到4000赫兹的范围内。除去这些声音则会让人听起来舒服得多。研究人员发现，对声音评价的变化还取决于听众认为的声音来源。如果他们认为一种声音来自于音乐，那么对其的评价也较高——尽管这种声音实际上是由粉笔滑过黑板产生的。虽然如此，但受试者的皮肤导电率却依旧会发生变化。研究人员还推测人类耳道的形状或许应对这种痛苦的反应负责。之前的研究曾表明，耳道放大了某些频率的声音，其中就包括2000到4000赫兹的范围。研究人员表示，粉笔刮黑板的声音可能在我们的耳中被放大到令人产生痛苦的地步。Oehler和Reuter未来打算进一步研究令人讨厌的噪音的相关参数。他们表示，搞清了究竟是什么让这些声音听起来如此难受，将帮助工程师减少那些令人讨厌的噪音，例如吸尘器的嗡嗡声，以及工厂机器的轰鸣声。为什么在加油站不能接电话?手机是一种无线电通讯工具，无线电发射机发射出的无线电波（射频电磁辐射），能使接受无线电的天线感生射频电流。当射频电流在金属导体间环流时，遇有锈蚀或接触不良，就会产生射频火花。只要射频火花持续一微秒以上、能量大于6毫瓦时就会引燃甲烷与空气的混合气。由于汽油是易挥发性物质，在油气罐及天然气管道泄漏而形成的可燃气危险区，手机产生的射频火花很容易引起爆炸，导致灾害的发生。手机本身并不具备防爆功能。当加油站通过油枪向汽车或摩托车油箱注加汽油时，原来空油箱内的油汽便向外飘散，加之新注入的汽油也向空中挥发，使加油的车辆周围油汽密度骤增。同时，人们为了让通讯信号更加清晰，移动电话使用的频率很高，发射功率比较强，尽管符合国家标准，也对加油、加气站构成严重威胁；因为现在加油、加气站普遍采用电脑控制，高强度的移动电话信号会与电脑设备引起感应，二者瞬间产生的电子摩擦就可能点燃油汽，引发爆炸。点燃油汽所需要的电流很小，移动电话在工作状态下产生的静电流完全可以达到这个界限。如果在加油、加气站接卸油时遇到空气湿度大、气压低的阴天或有雾天气，由于空气流通差，油汽密度相应增加，接打移动电话引发爆炸的可能性会进一步加大。星星为什么会眨眼睛我们的眼睛能看到的星星绝大多数是恒星。它们都和太阳一样，自己发光发热。恒星的光看上去都会一闪一闪地跳动，就像一大群调皮的孩子在眨眼睛一样。可是，你仔细观察一下那几颗容易看到的行星，就是金星、火星、木星和土星，会发现它们都很少“眨眼”，或者完全不“眨眼”。你知道这是什么缘故吗？我们知道，大气不是静止不动的，空气热了会上升，冷了又会下降，还有风在吹来吹去。如果能给空气中的分子上一层颜色，你就能看到五彩缤纷的空气在上下翻腾。星光在来到我们眼睛前，必须经过地球的好几层大气，大气即是动荡不定的，各层大气的温度、密度又各不相同，这样，光线的折射程度也各不相同。星光来到这里时，就会经过许多次的折射，时而聚，时而散。正是这层动荡不定的大气，挡在我们面前，使我们在看星星时，总觉得星星在闪烁，就像在眨眼睛一样。原来，恒星会“眨眼”是由于地球周围的大气抖动造成的。地球周围的大气层很厚，各个地方的疏密程度不一样，越靠近地面的地方越稠密，越到高空越稀薄。另外，大气又不是静止不动的，热空气上升，冷空气下降，总有气流在流动，这就使得各个地方大气的疏密程度时时都在变化。光是直线传播的。但是，光从一种物质传播到另一种密度不同的物质中的时候，它的传播方向会改变，也就是光走的路线会发生偏折，这种现象叫做光的折射。你把一只筷子插到水里，就会看到筷子好像折成了两段。这就是一种折射现象。这是由于光在水和空气这两种不同密度的物质中的传播而造成的。恒星发来的光穿过大气层的时候，由于各个不同高度的大气层密度不同，也会发生折射。同时，又由于各个地方大气的密度都在不断变化，这就使得星光偏折的方向不是一定的，而是在不断变化，一会儿左，一会儿右，一会儿前，一会儿后。这样，到达你眼睛的星光就会一会儿强，一会儿弱。你就觉得恒星的光忽明忽暗，成了一闪一闪的了。说到这里，你可能会奇怪了，行星也和恒星一样在地球大气层外面，难道行星的光穿过大气时就不发生折射吗？行星的光当然同样会发生折射。不同的是，行星比恒星离我们近得多。恒星离得太远了，看上去都成了一个个光点。行星就不同，在我们看来是个小圆面。圆面上射来的许多条光线，经过大气折射以后到达你眼中时，这条弱了那条强，“东方不亮西方亮”，各条光线由于折射而造成的强弱变化互相抵消掉了。这样，你就觉得行星的光明暗程度没有什么变化，或者虽然有点变化也不明显。所以，我们就看到行星不怎么“眨眼”了。电磁铁与生活电磁铁是一种最常用的电子装置，例如日常生活中的门铃便用到它。电磁铁是在铁芯上按一定方法缠绕上导线做成的线圈。线圈中通入直流电流(见直流电和交流电)后，铁芯就具有磁性。磁力的大小和铁芯的材料、线圈的数目以及电流的大小有关。电流越大，磁力越强。而电磁铁上哪处是磁南极、哪一处是磁北极则是根据怎样缠绕线圈和线圈里电流怎样流动决定的。电磁铁具有很多对人们非常有用的性质。它有没有磁性，磁力的大小以及磁极的性质可以很方便地用改变输入进电磁铁的电流来调节。这些特点是永磁体没有的。电磁铁接通电流后，接受电能产生磁力，可以吸引铁等物体运动，这样就把电能转换成了机械能。现在，人们已经在许多装置中利用电磁铁来完成各种工作。许多开关、阀门就是利用电磁铁产生吸引力，带动装置工作，可以快速、方便地达到控制的目的。当需要搬运很重的铁时，也可以用磁力非常大的电磁铁来完成起重、吊运。大型的起重电磁铁一次可以提起上吨重的铁。此外，还可以用电磁铁来完成牵引、制动等工作。学校中的电铃也是利用电磁铁工作的。当然，电磁铁也不是处处比永磁体强。电磁体不能离开电源，而且比较笨重。因此，人们要根据不同需要决定采用永磁体或电磁铁。有关啤酒的神秘啤酒是一种新型饮料，它既能清凉解渴，裨益身材，又能使人振奋精力。然而当你喝啤酒时，是否留心过以下多少个问题？1．为什么打开室温下放置已久的啤酒瓶时，会冒出一股凉气呢？原来，啤酒瓶内密封有一部分高压CO2气体，其温度与室温相同，当酒瓶一开，瓶内的气体迅速膨胀，来不迭和外界交流热量，由热力学第一定律可知，瓶子里的气体战胜外界的气压作功从而减少了内能，导致气体的压强减少，温度降落。因此，就觉得一股寒气从瓶中冒出。如果打开前动摇了啤酒瓶．瓶内温度升高，气压增大，再翻开瓶子，大量CO2急速冒出同时会夹带着啤酒喷洒溢出。在电视上常见这样一些庆贺成功的局面：获得自行车竞赛冠军的选手，身着黄色领骑衫，手拿大瓶的啤酒瓶，强烈摇动，啤酒象喷泉一样从瓶口喷出，酒花泡沫在空中飞溅，也是这个原因。有时，啤酒在运输中，由于路面不平，啤酒在瓶中翻腾，温度升高，气压增大，有时甚至能使啤酒瓶发生爆炸。2．啤酒倒入杯中后，为什么有很多气泡上升，以至液面上构成大量泡沫？原来，啤酒里溶解有二氧化碳，在杯底、杯壁名义有缺点或者有尘埃的处所存在包容有空气的气穴，为二氧化碳的析出供给了一个液面。啤酒里的CO2进入这些气穴而造成气泡，因为CO2比啤酒轻，在浮力的作用下气泡分开杯壁，随着CO2不断进入气泡，使气泡体积匆匆变大，浮力变大气泡上升，终极气泡飘浮到液面，形成泡沫。又由于重力和睦泡内部表面张力彼此作用下，气泡壁厚度变薄且在泡沫翻滚着上升中决裂。3．向杯中缓缓倾倒啤酒的时候，常常能够看到：啤酒不是在重力的作用下直接从瓶口竖直注入杯子的，而是绕过瓶口，沿瓶子的外壁下贱一段之后才注入杯子的，为什么会发生这种现象呢？原来，对液体来说，流过的轨迹半径越小，流速越大。啤酒瓶的瓶口渺小，啤酒流过期，速度变大，由伯努利原理可以晓得，瓶口的压力最小，当其值小于外界的气压时，大气压迫使啤酒沿瓶外壁下走，沿瓶壁所流的间隔与液体的表面张力及流体的粘性有关，当外界有小的扰动，啤酒方脱离瓶壁注入杯子。倒油时，这种现象会更显明，所以厨房里的油瓶外面，常常是油腻腻的。光滑的冰比凹凸不平的冰更滑吗？在擦得光光的地板上，要比在普通地板上容易滑倒。这样看来，冰上也应该一样，就是光滑的冰应该比凹凸不平的冰更滑了。但是，假如你曾经在凹凸不平的冰面上拖过满载重物的小雪橇，你就会相信，雪橇在这种冰面上行进，竟要比在平滑的冰面上省力得多。这就是说，不平的冰面竟比平滑的冰面更滑！解释是，冰的滑性主要并不因为它平滑，而是完全由于另外的一个原因，就是当压强增加的时候，冰的熔点要减低。让我们分析一下，当我们溜冰或者乘雪橇滑行的时候，究竟发生一些什么事情。当我们穿了溜冰鞋站在冰上的时候，用鞋底下装着的冰刀的刃口接触着冰面，我们的身体是只支持在很小很小的面积上──一共只有几平方毫米的面积上。你的全部体重就压在这样大小的面积上。假如你想起前面第二部分里所谈的关于压强的问题，你就可以明白，溜冰的人对于冰面所加的压强是极大的。在极大压强的作用下，冰在比较低的温度也能够融化；比方说，现在冰的温度是零下5摄氏度，而冰刀的压力把冰刀下面的冰的熔点还不止减低5摄氏度，那么这部分的冰就要融化了。那时候就怎么样了呢？那时候在冰刀的刃口和冰面之间产生了一薄层的水──于是，溜冰的人可以自由滑溜了。等他的脚滑到了另外一个地方，发生的情形也是一样。总之，溜冰的人所到的地方，在他的冰刀下面的冰都变成了一薄层水。在现有各种物体当中，还只有冰具有这种性质，因此一位物理学家把冰称做“自然界惟一滑的物体”。其他物体只是平滑，却不滑溜。现在我们可以谈到本节的题目上来了：光滑的还是凹凸不平的哪个更滑。我们已经知道，冰面给同一个重物压着，受压面积越小，压强就越大。那么，一个溜冰的人站在平滑的冰面上，对支点所加的压强大呢，还是站在凹凸不平的冰面上所加的压强大？当然在凹凸不平的情形压强大：因为在不平的冰面上，他只被支持在冰面的几个凸起点上。而冰面的压强越大，冰的融化也越快，因此，这冰也就显得更滑了（这个解释只对于刀刃比较钝的冰刀是适用的，对于刀刃锋利的冰刀，因为它会切割到冰的凸起部分里去，所以上面所说是不适用的──在这个情形下，运动的能量要消耗到切割凸起部分上面去）。日常生活里有许多别的现象，也可以用冰在大压强下面熔点减低的道理来解释。两块冰叠起来用力挤压，就会冻结成一块，正可以用这个道理来说明。孩子们在捏雪球的时候，无意识地正是利用了这个特性，雪片在受到压力的时候，减低了它的熔点，因此有一部分融化了，手一放开就又冻结起来。我们在滚雪球的时候，也是在运用冰的这个特性：滚在雪上的雪球因为它本身的重力使它下面的雪暂时融化，接着又冻结起来，沾上了更多的雪。现在你当然也会明白为什么在极冷的日子，雪只能够给提成松松的雪团，而雪球也不容易滚大。人行道上的雪，经过走路的人践踏以后，也因为这个缘故，会逐渐凝成坚实的冰，雪片冻成了一整层的冰块。立体电影原理你看过立体电影吗？你知道它的道理吗？它就是应用光的偏振现象的一个例子。在观看立体电影时，观众要戴上一副特制的眼镜，这副眼镜就是一对透振方向互相垂直的偏振片。这样，从银幕上看到的景象才有立体感。如果不戴这副眼镜看，银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么呢？这要从人眼看物体说起。人的两只眼睛同时观察物体，不但能扩大视野，而且能判断物体的远近，产生立体感。这是由于人的两只眼睛同时观察物体时，在视网膜上形成的像并不完全相同，左眼看到物体的左侧面较多，右眼看到物体的右侧面较多，这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后、远近，从而产生立体视觉。立体电影是用两个镜头如人眼那样从两个不同方向同时拍摄下景物的像，制成电影胶片。在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图像重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光。左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众处，偏振光方向不改变。观众用上述的偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。当然，实际放映立体电影是用一个镜头，两套图象交替地印在同一电影胶片上，还需要一套复杂的装置。这里就不涉及了。我们怎样喝水?咦！难道连这样一个题目还有什么值得去想一下的吗？当然，我们已经习惯把杯子或茶匙放到嘴唇边，把里面装着的液体“吸”进去。就正是这个我们已经非常习惯了的简单的“吸”的动作需要解释一下。真的，为什么液体会流进我们的口腔去呢？是什么东西使它流进去的？原因是这样的：在喝水的时候，我们一定要把胸腔扩大，这样就把口腔里的空气抽去，使口腔里的压力减低；于是，在外面的空气压力作用之下，液体就要流到压力比较小的地方──流进到口腔里去了。这里发生的现象，跟连通管里的液体所发生的完全一样，假如我们把在连通管的一个管里液面上的空气抽稀薄，这时候，由于大气压力的作用，连通管这一个管里的液面就会升高。相反，如果你用嘴唇严密地裹着一只盛水的瓶的瓶口的话，那么即使你用很大的力，也不可能从瓶里吸出水来，这是因为嘴里空气的压力和瓶里水面上的压力完全相等的缘故。所以，严格地说，我们喝水不只是用嘴巴，还用肺部，就因为肺部的扩张才使水流进到我们嘴里去。利用噪声噪声会使人失眠、血压升高、情绪烦躁和损害听力，但科学家却利用噪声为人类服务。英国研究人员设计出一种噪声发声器，噪声被接收器接收红，经过转换器处理，就能将噪声产生的振动转化为电能……还可以利用噪声共振的原理驱蚊。利用噪声除草、测温、克敌等。（1）利用噪声除草科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用“欲擒故纵”的妙策，保证作物的顺利生长。（2）利用噪声发电噪声是一种能量的污染，比如噪声达到160dB的喷气式飞机，其声功率约为10000W；噪声达140dB的大型鼓风机，其声功率约为100W。“聚沙可成塔”，这自然引起新能源开发者的兴趣。科学家发现人造铌酸锂具有在高频高温下将声能转变成电能的特殊功能。科学家还发现，当声波遇到屏障时，声能会转化为电能，英国的学者就是根据这一原理，设计制造了鼓膜式声波接收器，将接收器与能够增大声能、集聚能量的共鸣器连接，当从共鸣器来的声能作用于声电转换器时，就能发出电来.看来，利用环境噪声发电已指日可待。（3）利用噪声来制冷大家都知道，电冰箱能制冷，但令人鼓舞的是，目前世界上正在开发一种新的制冷技术，即利用微弱的声振动来制冷的新技术，第一台样机已在美国试制成功。在一个结构异常简单，直径不足1m的圆筒里叠放着几片起传热作用的玻璃纤维板，筒内充满氦气或其他气体。筒的一端封死，另一端用有弹性的隔膜密闭，隔膜上的一根导线与磁铁式音圈连接，形成一个微传声器，声波作用于隔膜，引起来回振动，进而改变筒内气体的压力。由于气体压缩时变热，膨胀时冷却，这样制冷就开始了，不难设想，今后的住宅、厂房等建筑物如能加以考虑这些因素，即可一举降伏噪声这一无形的祸害，为住宅、厂房等建筑物降温消暑。（4）利用噪声除尘美国科研人员研制出一种功率为2kW的除尘报警器，它能发出频率2000Hz、声强为160dB的噪声，这种装置可以用于烟囱除尘，控制高温、高压、高腐蚀环境中的尘粒和大气污染。（5）利用噪声克敌利用噪音还可以制服顽敌，目前已研制出一种“噪音弹”，能在爆炸间释放出大量噪音波，麻痹人的中枢神经系统，使人暂时昏迷，该弹可用于对付恐怖分子，特别是劫机犯等。（6）利用噪声诊病美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？最近，科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。（7）利用噪声有源消声通常所采用的三种降噪措施，即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪，都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声，人们发明了“有源消声”这一技术。它的原理是：所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来，有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。关于雾霾天气的知识霾也称灰霾（烟霞）空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子也能使大气混浊，视野模糊并导致能见度恶化，如果水平能见度小于10000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾（Dust-haze），香港天文台称烟霞(Haze)。霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100％就可能出现饱和)。一般相对湿度小于80％时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80-90%之间时的大气混浊视野模糊导致的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。霾的厚度比较厚，可达1－3公里左右。霾与雾、云不一样，与晴空区之间没有明显的边界，霾粒子的分布比较均匀，而且灰霾粒子的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1－2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等粒子组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来呈黄色或橙灰色。雾雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，是近地面层空气中水汽凝结（或凝华）的产物。雾的存在会降低空气透明度，使能见度恶化，如果目标物的水平能见度降低到1000米以内，就将悬浮在近地面空气中的水汽凝结（或凝华）物的天气现象称为雾（Fog）；而将目标物的水平能见度在1000－10000米的这种现象称为轻雾或霭（Mist）。形成雾时大气湿度应该是饱和的(如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100％就可能出现饱和)。就其物理本质而言，雾与云都是空气中水汽凝结（或凝华）的产物，所以雾升高离开地面就成为云，而云降低到地面或云移动到高山时就称其为雾。一般雾的厚度比较小，常见的辐射雾的厚度大约从几十米到一至两百米左右。雾和云一样，与晴空区之间有明显的边界，雾滴浓度分布不均匀，而且雾滴的尺度比较大，从几微米到100微米，平均直径大约在10-20微米左右，肉眼可以看到空中飘浮的雾滴。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。近期我国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。雾霾区别雾和霾相同之处都是视程障碍物。但雾与霾的形成原因和条件却有很大的差别。雾是浮游在空中的大量微小水滴或冰晶，形成条件要具备较高的水汽饱和因素。出现雾时空气相对湿度常达100％或接近100％。雾有随着空气湿度的日变化而出现早晚较常见或加浓，白天相对减轻甚至消失的现象。出现雾时有效水平能见度小于１km。当有效水平能见度1—10km时称为轻雾。随着空气质量的恶化，阴霾天气现象出现增多，危害加重。近期我国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。其实雾与霾从某种角度来说是有很大差别的。譬如：出现雾时空气潮湿；出现霾时空气则相对干燥，空气相对湿度通常在60％以下。其形成原因是由于大量极细微的尘粒、烟粒、盐粒等均匀地浮游在空中，使有效水平能见度小于10km的空气混蚀的现象。符号为“∞”。霾的日变化一般不明显。当气团没有大的变化，空气团较稳定时，持续出现时间较长，有时可持续10天以上。由于阴霾、轻雾、沙尘暴、扬沙、浮尘、烟雾等天气现象，都是因浮游在空中大量极微细的尘粒或烟粒等影响致使有效水平能见度小于10km。有时使气象专业人员都难于区分。必须结合天气背景、天空状况、空气湿度、颜色气味及卫星监测等因素来综合分析判断，才能得出正确结论，而且雾和霾的天气现象有时可以相互转换的。“功”“过”各半的摩擦在我们的日常生活中，处处和摩擦打交道。提到摩擦，使人常常联想到磨损、发热等，其实对摩擦的这种认识是不全面的。两物体相互接触，发生在接触面上的阻止物体相对运动的力被称为摩擦力。实际上摩擦力并不总是和人作对，它也常常默默地助人。没有摩擦力的帮助，走路对人来说就变成了很困难的事；汽车也无法行驶。想想在冰面上活动或行走的情景，使得我们不得不重新认识摩擦。假如你站在非常光滑的冰面上，想走动起来。你用力想把左脚向前移动，此时在你身体内部有许多力的传递，但归根到底就好像两脚受到两个作用一样，一个力F1推动左脚向前，另一个力F2。使右脚向后，两力F1和F2大小相等方向相反，它们能使你的双脚分开来，而你的身体仍然留在原地。假如在粗糙的表面上，那么作用在右脚上的力F2被作用在右脚鞋底上的摩擦力F3所平衡（完全平衡或局部抵消），而加在左脚上的力F1（左脚向前迈，在空中没有与地面的摩擦）就推动左脚向前，全身重心也就跟着向前移动了。左右脚交替进行在摩擦力的帮助下的上述过程，人就向前走了。如果没有摩擦力，我们的世界、我们的生活将变得异常悲惨。不光人无法行走，车辆无法开动，甚至连吃饭，穿衣都成了问题：饭将从我们嘴里滑掉，衣服既抓不住也穿不到身上，人无法拿工具和文具，各种工作和劳动都一事无成，不能劳动将意味着生存受到威胁。如果没有摩擦力，对质量不大的物体来说，非常微小的万有引力也表现出来了，地球上所有的物体将像流体一样，不断地滚着，滑着??这样的世界里人类是无法赖以生存的。所以人们在日常生活和生产中不但依赖摩擦，而且还常常设法增加有益的摩擦。如你在爬山时穿上橡胶底的运动鞋防滑；汽车在冰道上行驶时，路面要撒些炉渣或沙子，或者在车轮胎上缚防滑链等。事物都是一分为二的。刚才我们介绍的是摩擦力作为人类助手的一面；不过有时候，摩擦力也确实给我们增加了一些麻烦。如各种机械和车辆内部有很多转动和滑动的部件，它们转动时由于摩擦而使机器发热，甚至能把机器烧坏等。产生摩擦力的原因，是由于互相接触的两个表面凹凸不平所引起的。当一个物体在另一个物体上滑动时，两个物体凸起的部分相互“咬合”在一起，阻碍运动的发生。运用和摩擦有关的物理学知识，我们可以更好地指导实践活动。比如，若需增大有利的摩擦，我们可以用增加两个物体的接触面积，增大接触面的粗糙度等方法。若要减少有害的摩擦，可以采用润滑剂或减少物体间的相互接触面积，变滑动为滚动等方法来达到目的。人靠什么走路在平坦的马路上，谁都可以迈开大步向前走。一个健康的人，走路并不是什么难事，因而也没有想过人是靠什么走路的。听了这个问题，有的人会觉得好笑。人只要有气力，抬腿，迈步，不就可以往前走了吗？而事实上，问题并不那么简单。请你试一个动作：挺直身体，背贴着墙站在地上。把一只脚抬起来，向前迈步，只要身体不离开墙壁，这只脚是跨不出去的。如果抬起来的脚向前迈出去一步，那末，回头一望，身体已经离开墙壁。这说明，身体向前移动了。人身体向前移动的时候，一定依靠了一种外力。或者说，是这种力推着人前进的。如果这种外力比较小，走路就会遇到困难，比如，在光滑的冰面上，人们就不敢迈大步，而只能小心翼翼地挪动双脚。现在，请你回答，后脚蹬了一下地。从物理的角度来分析，那是人体给了地面一个向后的力，与此同时，地面也给了人体一个向前的力。正是这个力把人体向前推了一下。脚蹬地面，这是作用力；地面给人体一个向前的力，这是反作用力。这个反作用力表现为摩擦力。在一般情况下，作用力和反作用力正好相等，因此，我们走路并不觉得困难。可是，人在冰面上走，冰面过于光滑，给人的摩擦力要小得多。这样，如果你仍然像在地面上走路那样使劲，向后蹬的力与摩擦力不平衡，后脚要向后滑，人就会跌跤。为什么爆米花的体积比原来的米的体积要大得多？因为每一颗坚实的米粒，在它内部总有不少充满空气的空隙。米粒在密闭的容器里渐渐变热时，米粒内部的空气跟容器内的空气的压强都同时增大，当压强大到6—7个大气压时，这时突然打开容器，容器内的压强较大的热空气立即从出口往外跑，使容器内的压强突然下降，这时米粒内部压强较大的热空气，随着包围它的气压突然降低很多，也马上冲破米粒体组织的外壁向外冲，这样米粒的体积立刻被胀大了，形成胖乎乎的又松又脆的米花。爆米花的操作过程大家一定都见过，但你了解这个物理原理吗？以后你可以给小弟弟，小妹妹们讲解一下它的物理原理了。第一个过程：加热→气体温度升高，压强逐渐增大。第二个过程：打开容器→米粒周围压强突然减小，米粒内部气体体积急骤膨胀,使米粒变成米花。这就如同你一不小心踩瘪了乒乓球，但球体并没有破裂，这时我们可以把球放在杯中，用开水烫它，这时球体凹下的部分就会鼓起来，使乒乓球恢复原状。这个道理和上面的例子是相同的，用开水浇在球体上，使球体内部的空气受热体积急骤膨胀，凹下去的部分就会被挤出来了。（乒乓球必须是没有破裂的）厕所里的科学虽然上厕所，从事一些“方便”的活动，真的让人感到轻松方便，虽然它是人体吐故讷新的一个重要环节。但这件事却是只可意会不可言传，做得说不得的。“如厕”、“出恭”之类的文明词都显得太不“文明”了，要说成“一号”或“WC”才成。或说成“洗手间”什么的。可是西方人却不回避“厕所”，非但不回避，还把厕所打扮得比我们的客厅还干净、甚至豪华。其实仔细一想，厕所的水平就是社会发展和文明程度的标志。落后的国家，老百姓连饭都吃不上，哪里管得上厕所卫生，连栖身之处都没有，哪里肯花钱去装修厕所。可见厕所的水平直接反映了经济水平。现代的厕所里的科学设备科学装置实在太多了，简直就是一个物理实验室。我们不妨浏览一下。一、反水弯和地漏。在洗手盆的下水管中段，有一个回形弯，欲称反水弯。这实际上是个连通器，当液体静止时，两边的液面总是相平的。当洗手盆向下放水时，水面超过点，水就自然流向下水道。当盆里的水快流尽时，管中的水面逐渐下降，降落到与点等高时，水就不再流动，管中这部分形成一段“水塞”，把管中的污水、臭气与外界隔绝。地漏的构造，顶部是一个篦子，防止大块的污物落入下水管道内。下面是一个倒扣着的铁碗，铁碗的四周有几个拱形的缺口，使得地面上的水能顺利流入下水管。如果仅仅这样，水能流进去，臭气也能冒出来。所以，下水管道口还有一圈凹槽。用于积存水。显然，凹槽里的水深要浸没扣碗的拱形缺口，这样，臭气就冒不出来了，而地面上的水位高于地漏的内管口，由于连通器原理，水会顺利地流进下水管。由此我们也知道，凹槽里必须时时存一些水，如果水全都干了，就不会起到“水盖”的作用，臭气就冒出来。二、抽水马桶的水箱真科学1.水箱是靠浮子和杠杆来控制进水的。水箱供水是自动控制的。当水箱里的水放掉后，浮子（金属空心球或塑料空心球）就会随水面一起落下来，金属连杆（实际上是个杠杆）的另一端就会自动抬起，自来水就会源源流入水箱。当液面升高，浮子也随之抬起，杠杆的另一端就会向下，压住进水口的橡皮垫。由于这是一个动力臂很长、阻力臂很短的杠杆，杠杆的阻力臂端头就能产生很大的力，死死地压住进水口。由于进水口的管口很细，橡皮垫在这个管口上就能产生很大的压强，把进水口死死地堵住。调节浮子球在杠杆动力臂的高度，还可以调节水箱的蓄水量。2.水箱放水口的橡皮塞科学地利用了大气压强和浮力的原理。水箱下部的阀门是个倒扣的，有豁口的橡皮球。当它倒扣在放水管口时，下部与空气相通，上部受到水的压力，而水的液面上部又与空气相通，所以上下的大气压抵消了。水的压力作用在橡皮塞上，橡皮塞牢牢地堵住了下水口。当人按动扳手，通过杠杆，橡皮塞被吊起，水就放出去了。如果这个橡皮塞不是空心豁口的橡皮球，而是个橡皮块，它受的浮力很小，人一松手，橡皮块就会在水中落下去，又堵住放水口。这当然不方便，因为人必须一直按住扳手，直到箱中的水放光。而空心豁口球一被拉起，它中间的空气和球一起就受到水的浮力，上升到水面，漂浮着，直到水放光，很省事，但是，如果它是个完整的皮球也不行，因为它会始终漂在液面上，再次注水时，它就不会堵到下水管口去。而豁口球就要优越得多，当它落到下水管口，与下部空气相通，它就使去浮力，只相当于一块橡皮，堵住管口。而且这个橡皮碗的下部是薄壁的，当它下落到管口，没有堵严，周围还有水流下时，根据伯努利原理，流水部位的压强很小，形成负压，薄橡皮会被吸过去，把这里堵严。由此我们看到一个普通的水箱，综合利用了物理中的杠杆、浮力等静力学原理和流体力学的道理。三、厕所里绝对不能安装燃气热水器按装燃气热水器给人们的洗浴带来方便，而且，比电热水器安全可靠。因为洗浴时，浑身湿漉漉的，一旦电热水器漏电，后果不堪设想。但是，燃气热水器如果安装在厕所，也是很不安全的。因为燃烧煤气或天然气会产生大量的二氧化碳，于人体健康不利。而天然气燃烧不完全，会产生一氧化碳，煤气本身就是一氧化碳，会造成煤气中毒。厕所的通风条件一般都不好，而一氧化碳的密度比空气小，充斥在房间的上部，更不容易排放出去。所以，最好的选择是把燃气热水器安在厨房，并注意通风，只把热水通到厕所去。放电现象带电物体失去电荷的现象叫做放电。常见的放电现象有以下几种:1.接地放电地球是良好的导体，由于它特别大，所以能够接受大量电荷而不明显地改变地球的电势，这就如同从海洋中抽水或向海洋中放水，并不能明显改变海平面的高度一样。如果用导线将带电导体与地球相连，电荷将从带电体流向地球，直到导体带电特别少，可以认为它不再带电。(如果导体带正电，实际上是自由电子从大地流向导体。这等效于正电荷从导体流向大地。)生产中和生活实际中往往要避免电荷的积累，这时接地是一项有效措施。2.尖端放电通常情况下空气是不导电的，但是如果电场特别强，空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力，有可能被“撕”开，这个现象叫做空气的电离。由于电离后的空气中有了可以自由移动的电荷，空气就可以导电了。空气电离后产生的负电荷就是电子，失去电子的原子带正电，叫做正离子。由于同种电荷相互排斥，导体上的静电荷总是分布在表面上，而且一般说来分布是不均匀的，导体尖端的电荷特别密集，所以尖端附近空气中的电场特别强，使得空气中残存的少量离子加速运动。这些高速运动的离子撞击空气分子，使更多的分子电离。这时空气成为导体，于是产生了尖端放电现象。尖端放电在技术上有重要意义。高压输电导线和高压设备的金属元件，表面要很光滑，为的是避免因尖端放电而损失电能或造成事故。3.火花放电当高压带电体与导体靠得很近时，强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离，电荷通过电离的空气形成电流。由于电流特别大，产生大量的热，使空气发声发光，产生电火花。这种放电现象叫火花放电。火花放电在生活中常会遇到。干燥的冬天，身穿毛衣和化纤衣服，长时间走路之后，由于摩擦，身体上会积累静电荷。这时如果手指靠近金属物品，你会感到手上有针刺般的疼痛感。这就是火花放电引起的。如果事先拿一把钥匙，让钥匙的尖端靠近其他金属体，就会避免疼痛。在光线较暗的地方试一试，在钥匙尖端靠近金属体的时候，不但会听到响声，还会看到火花。在一些工厂或实验室里，存在大量易燃气体，工作人员要穿一种特制的鞋，这种鞋的导电性能很好，能够将电荷导入大地，避免电荷在人体上的积累，以免产生火花放电，引起火灾。4.闪电带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时，产生耀眼的闪光和巨响，这就是闪电。闪电的放电电流可以高达几十万安培，会使建筑物遭受严重损坏。这就是雷击。为了避免雷击，人们设计了避雷针。避雷针是针状金属物，装在建筑物的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板相连，以保持与大地的良好接触。当带电云层接近时，大地中的异种电荷被吸引到避雷针的尖端，并由于尖端放电而释放到空气中，与云层中的电荷中和，达到避雷的目的。闪电也有积极的意义。闪电产生的高温使空气中的氮和氧化合，随雨水降至地面形成硝酸盐。这些硝酸盐是天然的氮肥。闪电过程中产生的臭氧，能保护地球上的生命免受过量紫外线伤害。原始生命起源于有机物分子，有一种生命起源学说把最初有机物分子的产生也归功于闪电。自行车骑快了为什么费力自行车骑快了，当然费力，这是人人都体会到的。可是细想想，不合理啊。自行车前进时的阻力不就是车轮与地面的摩擦力吗。只要驱动力（或说牵引力）等于摩擦力，自行车就会匀速运动啊。这是学过初中物理的人都明白的。那么，车轮与地面的摩擦力和速度有关系吗？显然无关。因为物理学研究的结论是滑动摩擦只与接触面材料性质、粗糙程度和正压力有关，没说与速度有关。也就是速度无论快慢，摩擦力并没改变。当然，车轮与地面的摩擦不仅是滑动摩擦，还有静摩擦和滚动摩擦，但想来与速度也没有多大关系。那么我们就有了提高车速，节省体力的好方法了。只要条件允许，一上车就使劲蹬，让车速尽量地快，反正骑快车和慢车克服的阻力是一样的，快骑早点到嘛。但这个合乎逻辑，合乎科学的推理好象和我们实际的感觉并不一致。慢骑就是省力，而骑快车每蹬一下都很费力。是科学道理出了毛病还是我们的两条腿有毛病？都不是，是大脑出了毛病，分析问题的方法有毛病。我们忽略了空气的阻力。这个因素到底能不能忽略？影响小就忽略，影响大就不能忽略。空气阻力和地面摩擦阻力不同，不是一成不变的，速度低时很小可以忽略，速度高时，就会变得很大，就不能忽略了，而且会成为影响速度的主要因素。原来流体的阻力有它的规律，气体和流体对运动物体的阻力是随速度变化的，速度越高，阻力越大。阻力和速度不是成正比，当气体是与物体某一个面相摩擦时，阻力与速度平方成正比；当气体与物体的各个面都摩擦时，阻力与速度的6次方成正比。显然，当自行车的速度成为原来的二倍的时候，空气的阻力增大到原来的64倍，速度变为原来的3倍时，空气阻力变为原来的729倍。所以自行车运动员要把成绩再提高一点都是十分困难的。这已经不是体育的问题，而是物理的问题了。运动员要调整骑车的姿态，减小迎风面积；运动员要穿紧身的高弹的服装，尽可能地减小阻力；要戴上流线型的头盔。传统的自行车的车圈是靠辐条来紧固的，五十多根辐条在空气中高速切割，凭空增添了多少阻力啊！怎么办，去掉所有的车条，换成一块圆板，这样增大了重量却减小了切割空气的阻力，可能也合算。橡胶轮胎上凹凸不平的花纹常有初三的同学问我，橡胶轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大与地面的摩擦，对吗？答案是肯定的。但为什么？有同学试图用物理课本中——影响摩擦力大小的条件，有接触面的材料性质、粗糙程度和接触面上受到的压力来解释。这样解释也可以，轮胎表面上凹凸不平，与摩擦表面互相咬合，可以增大摩擦。笼统地说说，似乎在理，但是细想一下，北京的汽车，自行车主要行驰在水泥路面和沥青路面上，橡胶轮胎上的花纹真的能增大咬合和摩擦吗？我看未必。试着做一个实验，用橡皮在纸面上摩擦，擦涂字迹，是用橡皮的尖角、棱，还是用橡皮的某一个面擦的时候摩擦大？恐怕没有明显的区别，或许是用某一个面摩擦时摩擦力更大些呢？同学们思路的逻辑是这样的，表面凹凸不平可以增大压强，增大压强必然增大摩擦！这个推理正确吗？凹凸不平减小了接确面积，增大了与路面的压强这是对的。可压强大未必摩擦力大呀！因为这时压强增大而减小了面积，压力最终是由压强与面积的乘积决定的，所以其实压力并没变，推论不合理。要知道，我们所说的材料，粗糙程度和压力大小影响着滑动摩擦的大小，而轮胎与路面之间总的说是滚动摩擦代替滑动摩擦，具体地说，驱动轮与地面之间是静摩擦或最大静摩擦，从动轮或导向轮是滚动加滑动。所以研究问题首先要分析现象，判断其性质，再根据相关的规律来剖析，推理。应该指出，在城市马路的水泥路面或沥青路面上，花纹一般对摩