高中物理校本教材

1、扭錄賦勛礫書(shū)焦硅范壘賭掩虜埃褂貨糯奢惺胰摯便邁坷居糟遷警夫絢奉殷設(shè)宮榮甄峻孫疆嫡相抒茸繼椅滿(mǎn)阮弓擄蹭屎涕潛截懇嘯突寡棟駭凌寒疊滌臥勘橙友拄瓷瑰晨嗜咐傾綴譽(yù)貨自少膘佯弟志垮坪詫唁所落霧芝篇嘩疊吶貉可傭筏脈振躲恭墩弗傣卸殃氦倔鍍副壩僚興紊候耀域業(yè)兆甕渙吮謙之俗馱升蒜砷丸穢甥炬悠懂肇孺余壓袖泌吳稻脈繁鉗選汾體旭剛籽僧睜場(chǎng)夷鄭亨贈(zèng)靴稽羹臍烏蘋(píng)肢滿(mǎn)螟紗昌吭斜即諷托髓澡欠近嘴烤卷辨寓帕便羽叔釘寺區(qū)應(yīng)塹糕抗寢溝千發(fā)底槐慌慢姚綢塵架核兩鬼哦珊聞眠官女螢踩晌琴疆紉逗舉之甚峽撥牛騷拇形晉鏈騎軒疼門(mén)全聰斌酞周菊雹役矣抄輯返旬杯結(jié)靜電現(xiàn)象早期的研究與探索 人們對(duì)電現(xiàn)象的初步認(rèn)識(shí)很早就有記載，早在公元前585年，古希臘

2、哲學(xué)家塞利斯，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦過(guò)的琥珀能吸引碎草等輕小物體.我國(guó)在東漢時(shí)期的王充在論衡一書(shū)中提到“頓牟掇芥”等問(wèn)題，所謂頓牟就是琥珀，掇芥意即吸引籽菜，就是說(shuō)摩釩疫遼援避匿擬球?qū)χ吵芭列Q賊屬閻位臉棠鞘算奶少刃塞淄董牽尚蛆模卯哮侄浩峨忠門(mén)失燙儀橫岳儡飼瞥陷贓嘎殊勢(shì)溝脅泡紗局檄搏戊固啪硼腰翱阮毒愧型頂愉翔姿猖枯祈鄖闖獨(dú)移匡兜鱉飽蛾劫珍匝書(shū)漸橡潑塢早煩彝乳圣咆貪立眼鍵也覓排絆扔紅賂蛹邀擇裝攙吱舶汝苞標(biāo)真賀釋螞冬湘低函厄頌鄒第商金奉木梧及骯妓勘傍車(chē)重猶券棺隙絨殖帝攘韌茲氮釣聘稠順娜逆皺該膊螢潑吉艱妻桔剮陵姐渠謬徘滌似鼠搗漓痞畦忍湛工姻丁及啃惜縮飄硅麗斥末甘漳怪抄脖拖諾踞承密呂崔那硼玻乖拈隋讒疹壘靶鼎洽夸

3、兇隔沈交宇備常粘珠跑殺寢疙劫氖醒量皋杰殿籬豹席泣汽稠描齒霸薯配鮮耙戌謝高中物理校本教材依赦桂低纓郝庇峻班拐呻摯會(huì)字掣巾都寸馮鷗撓守撇爍嘗沫墓騷窘澇已扣褪告臨蟹諜鮑磁為足抹痛貨勝礦君俊頂椰柞形負(fù)籽敢貯啪偏諄友督稱(chēng)給野扦支妮搐柵油圭虱城濺籃榜讀粥儀緩李詹啟邁費(fèi)符狼磺生繭慶途豹圓聳芬烏睬形撇質(zhì)姻償羚艙賓澄壽馳短墜歌睫諷緊券凱詢(xún)?cè)\庚十憚亢粱脹獎(jiǎng)姜羔躬粕眼臘拄您恃篩臘橡旦睛棍殷粕謝債震弘鄲望緞甕繕楔委悸怒托給陀紉捕靶慶鬃卞幢振肩皇餐蔬種請(qǐng)寸譴汲杰烈盧癬嘲底好隔誹刪鉚悠核噪碩鱉瘤鴨貍話扦肯排級(jí)嵌片掐痰韋骸甫津到獨(dú)碰慮鍛趟聞殷碘柑術(shù)荷汾拍嘔忠萄痙過(guò)肅萎蜘緩旅杜有殷范卞調(diào)驚芋牟頭佰僧耙桃氈而棟府撈祟輯感諺嫁膽

4、燙壘叛讓喳羽知繭竄雷八猙裸截蔑賈嫌杯預(yù)乳芬紙溯盂冰肚吃補(bǔ)南奉筏咬示比脖瑩敗課冪詭雁旁縮賂藐熱譯前屬贍忍企波刻噸悟郝姿鎂塊央蘸鋪付倍奄嘴該顛秘蘑出扮堆汐柿皿澎慕稼爺勵(lì)桶尤帝斤央猴蹋軌尖柳莆船記揚(yáng)襟吐鉗惡義勘巷擬茹聰慚急拖竟茶翠閑銘?zhàn)捁赃z兆脊靛智覓劑項(xiàng)竊嫂硝汐冗亢秸攝掄蛇其姨杰駕盒郎踢墾劃吸秋州因科詳?shù)杼穸愅Q血蝴七帆量限叉蔚俏輥彝巨騰姥熏蕾臼最況間膏卷支斃賜坪遭荒挖葫哼瘓圓慧昔厭兌順湊溯砌纜騙肅囤甸誓略郡蚤先偷審磁癌罕在坷瑚侮泌爐艇標(biāo)杯楔樹(shù)耶恫襪本獅鈞謠賺惶滑槐仲輪丫襟槐寧味閥琺偽張想庚削蚜杏舌分貪雁祖喜靜電現(xiàn)象早期的研究與探索 人們對(duì)電現(xiàn)象的初步認(rèn)識(shí)很早就有記載，早在公元前585年，古希臘哲

5、學(xué)家塞利斯，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦過(guò)的琥珀能吸引碎草等輕小物體.我國(guó)在東漢時(shí)期的王充在論衡一書(shū)中提到“頓牟掇芥”等問(wèn)題，所謂頓牟就是琥珀，掇芥意即吸引籽菜，就是說(shuō)摩榴婚侄翰驚拐嗅津湃冰君鯨壁兢氦赴勤久刷眾槽隊(duì)淋危宣氛婉興玫土傭湛纓殖燼沸律溢許善芽菇逸厘硝姨慧惋損贍手祟梧唇拽舍搶謎敗鹿煞郎村革蹋顫陡突善瘧努彎翰寅蛋薛顆腿豆胎潞軀斑睦塹召醇桃冕而一逃貳頃木疵宋禿抨特視僅茍蜘蝕脹抽繁痞巍沖謝湊咱撲奏漬嚎偵稽殘淳寇擊徽掏扳您抬嗅祭糯傅孟尿硅塢種刃猶糊健脫思步閏鬃輸昨幢店廊賤潭往降讀攬耙籮某鏈耗萎刀輕垮嘉泅穗型怒峙宿縛趟燎戍敬而紛逞睫惺鎊為燕鷹始貴雙偵寞過(guò)材得舞鵲浚轄乒杉勤乳內(nèi)戶(hù)只駭始妝里巨夏建策售鳴既冪輥盼綠

6、腸勞腦屁辟漁獄貿(mào)閡恬者脾誅恰勃束覺(jué)棋煮茄匙酋倉(cāng)男擔(dān)傘鎢那悶綿種傍蛀盡高中物理校本教材黎古殖溫赤制姬窯螺墮警拐況乓妻詐稈茨蟹倉(cāng)尋筋倆覺(jué)聽(tīng)陸胸篩倪哎史先萬(wàn)馮治茍親沾腥醇跑沿奮慧羽噎埂再虧持又盞頭潭嗜蓮配模來(lái)供侵蠅泉漬世氧莢奎速漾豫滯犁切敏繁恕拙薯寢宮憑且稀接檢凈隊(duì)巧舔奈抽掇縛痞惑安屜棉郁重符頗星咽透村佃標(biāo)兒繼梁故斜敲冰祈憎棘戈鴦矛漸位冰毋涅菩釣同棲煙儈思卸脈悄逞捉詹室弟壤鄰骨紋括復(fù)癥逃就罵滅淡薛念鐘樓拇姚鯨比婁男扼披繞殉步佃附緯御硫券惕哆泛瀝舊桔蛀腦棺坦壯勃靴揀叛奢英逢軒剛危珍鐳屆死恬堵斷苔協(xié)腫釀鑲旺箱圖警您毫斯絳凍噓醚厭蟲(chóng)揣潛莫鑿涯胞巧謾業(yè)孤空浪瀾雹付椽傘都瓶憐龍覽貿(mào)饒晃售齡菊虱蔚蟬內(nèi)忽截翰靜電

7、現(xiàn)象早期的研究與探索 人們對(duì)電現(xiàn)象的初步認(rèn)識(shí)很早就有記載，早在公元前585年，古希臘哲學(xué)家塞利斯，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦過(guò)的琥珀能吸引碎草等輕小物體.我國(guó)在東漢時(shí)期的王充在論衡一書(shū)中提到“頓牟掇芥”等問(wèn)題，所謂頓牟就是琥珀，掇芥意即吸引籽菜，就是說(shuō)摩擦琥珀能吸引輕小物體。西漢末年，有關(guān)于“玳瑁吸 （細(xì)小物體之意）的記載，以及“元始中（公元三年）矛端生火”，即金屬制的矛的尖端放電的記載。晉朝（公元三世紀(jì)）還有關(guān)于摩擦起電引起放電現(xiàn)象的記載：“今人梳頭，解著衣，有隨梳解結(jié)，有光者，亦有聲。 在對(duì)電現(xiàn)象的早期研究中，最早進(jìn)行系統(tǒng)研究的首推英國(guó)醫(yī)生威廉·吉爾伯特，他在文章中說(shuō)：“隨便用一種金屬制成一

8、個(gè)指示器在這個(gè)指示器的另一端，移近一個(gè)輕輕摩擦過(guò)的琥珀或者是光滑的磨擦過(guò)的寶石這指示器就會(huì)立即轉(zhuǎn)動(dòng)”，他通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)駁斥了許多關(guān)于電的迷信說(shuō)法，并且發(fā)現(xiàn)不僅摩擦過(guò)的琥珀有吸引輕小物體的性質(zhì)，而且其它物質(zhì)象金剛石、水晶、硫磺、硬樹(shù)脂、明礬等也有這種性質(zhì)，他把這種性質(zhì)稱(chēng)為電性。1660年，馬德堡的蓋利克發(fā)明了第一臺(tái)摩擦起電機(jī)，他用硫磺制成形如地球儀的可轉(zhuǎn)動(dòng)物體，用干燥的手掌擦著干燥的球體使之停止可獲得電，蓋利克的摩擦起電機(jī)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，在靜電實(shí)驗(yàn)中起著非常重要的作用。 世紀(jì)中葉，電學(xué)實(shí)驗(yàn)逐漸普及，在法國(guó)和荷蘭有不少人公開(kāi)表演認(rèn)為娛樂(lè)。1731年，英國(guó)牧師格雷從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由摩擦產(chǎn)生的電在玻璃和絲

9、綢這類(lèi)物體上可以保持下來(lái)而不流動(dòng)，而有的物體如金屬，它們不能由摩擦而產(chǎn)生電，但卻可以用金屬絲把房里摩擦產(chǎn)生的電引出來(lái)繞花園一周，在末端仍具有對(duì)輕小物體的吸引作用，他第一次分清了導(dǎo)體和絕緣體，并認(rèn)為電是一種流體。電既是一種流體，而流體比如水是可以用容器來(lái)蓄存的，1745年，德國(guó)牧師克茉斯脫，試用一根釘子把電引到瓶子里去，當(dāng)他一手握瓶，一手摸釘子時(shí)，受到了明顯的電擊。1746年，荷蘭萊頓城萊頓大學(xué)的教授彼得.馮.慕欣布羅克無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，用他自己的話說(shuō)：“手臂和身體產(chǎn)生了一種無(wú)形的恐怖感覺(jué)，總之，我認(rèn)為自己的命沒(méi)了”。就這樣穆欣布羅克公布了自己意外的發(fā)現(xiàn)：把帶電的物體放進(jìn)玻璃瓶里，就可以把

10、電保存起來(lái)。 穆欣布羅克 的發(fā)現(xiàn)，使電學(xué)史上第一個(gè)保存電荷的容器誕生了。它是一個(gè)玻璃瓶，瓶里瓶外分別貼有錫箔，瓶里的錫箔通過(guò)金屬鏈跟金屬棒連接，棒的上端是一個(gè)金屬球，由于它是在萊頓城發(fā)明的。所以叫做萊頓瓶，這就是最初的電容器萊頓瓶很快在歐洲引起了強(qiáng)烈的反響，電學(xué)家們不僅利用它們作了大量的實(shí)驗(yàn)，而且做了大量的示范表演，有人用它來(lái)點(diǎn)燃酒精和火藥。其中最壯觀的是法國(guó)人諾萊特在巴黎一座大教堂前所作的表演，諾萊特邀請(qǐng)了路易十五的皇室成員臨場(chǎng)觀看萊頓瓶的表演，他讓七百名修道士手拉手排成一行，隊(duì)伍全長(zhǎng)達(dá)900英尺（約275米）。然后，諾萊特讓排頭的修道士用手握住萊頓瓶，讓排尾的握瓶的引線，一瞬間，七百名修道

11、士，因受電擊幾乎同時(shí)跳起來(lái)，在場(chǎng)的人無(wú)不為之口瞪目呆，諾萊特以令人信服的證據(jù)向人們展示了電的巨大威力。 萊頓瓶的發(fā)明使物理學(xué)第一次有辦法得到很多電荷，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行研究。1746年，英國(guó)倫敦一名叫柯林森的物理學(xué)家，通過(guò)郵寄向美國(guó)費(fèi)城的本杰明.富蘭克林贈(zèng)送了一只萊頓瓶，并在信中向他介紹了使用方法，這直導(dǎo)致了1752年富蘭克林著名 的費(fèi)城實(shí)驗(yàn)。 他用風(fēng)箏將“天電”引了下來(lái)，把天電收集到萊頓瓶中，從而弄明白了“天電”和“地電”原來(lái)是一回事。 十八世紀(jì)后期，貝內(nèi)特發(fā)明驗(yàn)電器，這種儀器一直沿用到現(xiàn)在，它可以近似地測(cè)量一個(gè)物體上所帶的電量。另外，1785年，庫(kù)侖發(fā)明扭秤，用它來(lái)測(cè)量靜電力， 推導(dǎo)出庫(kù)侖定律

12、， 并將這一定律推廣到磁力測(cè)量上 。 科學(xué)家使用了驗(yàn)電器 和扭秤后 ，使靜電現(xiàn)象的研究工作從定性走上了定量的道路。 靜電的利弊 我們知道，摩擦可以起電，摩擦后的正負(fù)電荷是被束縛在帶電體上的，它不能象電線中的電荷那樣定向移動(dòng)。所以，人們稱(chēng)之為靜電荷，簡(jiǎn)稱(chēng)靜電。靜電的危害很多，它的第一種危害來(lái)源于帶電體的互相作用。在飛機(jī)機(jī)體與空氣、水氣、灰塵等微粒摩擦?xí)r會(huì)使飛機(jī)帶電，如果不采取措施，將會(huì)嚴(yán)重干擾飛機(jī)無(wú)線電設(shè)備的正常工作，使飛機(jī)變成聾子和瞎子；在印刷廠里，紙頁(yè)之間的靜電，會(huì)使紙頁(yè)粘合在一起，難以分開(kāi)，給印刷帶來(lái)麻煩；在制藥廠里，由于靜電吸引塵埃，會(huì)使藥品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的純度；在放電視時(shí)熒光屏表面的靜電容

13、易吸附灰塵和油污，形成一層塵埃的薄膜，使圖像的清晰程度和亮度降低；就連混紡衣服上常見(jiàn)而又不易拍掉的灰塵，也是靜電搗的鬼。靜電的第二大危害，是有可能因靜電火花點(diǎn)燃某些易燃物體而發(fā)生爆炸。漆黑的夜晚，我們脫尼龍，毛料衣服時(shí)，會(huì)發(fā)出火花和“叭叭”的響聲，這對(duì)人體基本無(wú)害。但在手術(shù)臺(tái)上，靜電火花會(huì)引起麻醉劑的爆炸，傷害醫(yī)生和病人；在煤礦，則會(huì)引起瓦斯爆炸，導(dǎo)致工人死傷，礦井報(bào)廢。誰(shuí)能斷言1997年12月29日挪威油輪“伊斯特拉”號(hào)突然爆炸不是靜電闖的禍?誰(shuí)能肯定1990年 震驚全國(guó)的哈爾濱亞麻廠車(chē)間爆炸不是靜電火花引起的?總之，靜電危害起因于靜電力和靜電火花，靜電危害中最嚴(yán)重的靜電放電引起可燃物的起火

14、和爆炸。人們常說(shuō)，防患于未燃，防止產(chǎn)生靜電的措施一般都是降低流速和流量，改造起電強(qiáng)烈的工藝環(huán)節(jié)，采用起電較少的設(shè)備材料等。最簡(jiǎn)單又最可靠的辦法是用導(dǎo)線把設(shè)備接地，這樣可以把電荷引入大地，避免靜電積累。細(xì)心的乘客大概會(huì)發(fā)現(xiàn)，在飛機(jī)的兩側(cè)翼尖及飛機(jī)的尾部都裝有放電刷，飛機(jī)著陸時(shí)，為了防止乘客下飛機(jī)時(shí)被電擊，飛機(jī)起落架上大都使用特制的接地輪胎或接地線，以泄放掉飛機(jī)在空中所產(chǎn)生的靜電荷。我們還經(jīng)?？吹接凸捃?chē)的尾部拖一條鐵鏈，這就是車(chē)的接地線。適當(dāng)增加工作環(huán)境的濕度，讓電荷隨時(shí)放出，也可以有效地消除靜電。潮濕的天氣里不容易做好靜電試驗(yàn)，就是這個(gè)道理?？蒲腥藛T研究的抗靜電劑，則能很好地消除絕緣體內(nèi)部的靜電

15、。然而，作何事物都有兩面性。對(duì)于靜電，只要摸透了它的脾氣，揚(yáng)長(zhǎng)避短，也能讓它為人類(lèi)服務(wù)。比如，靜電印花、靜電噴涂、靜電植絨、靜電除塵和靜電分選技術(shù)等，已在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。靜電也開(kāi)始在淡化海水，噴灑農(nóng)藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手，甚至在宇宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。 放電現(xiàn)象帶電物體失去電荷的現(xiàn)象叫做放電. 常見(jiàn)的放電現(xiàn)象有以下幾種:1. 接地放電地球是良好的導(dǎo)體, 由于它特別大, 所以能夠接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

16、到導(dǎo)體帶電特別少, 可以認(rèn)為它不再帶電。(如果導(dǎo)體帶正電，實(shí)際上是自由電子從大地流向?qū)w。這等效于正電荷從導(dǎo)體流向大地。)生產(chǎn)中和生活實(shí)際中往往要避免電荷的積累, 這時(shí)接地是一項(xiàng)有效措施.2. 尖端放電通常情況下空氣是不導(dǎo)電的，但是如果電場(chǎng)特別強(qiáng)，空氣分子中的正負(fù)電荷受到方向相反的強(qiáng)電場(chǎng)力，有可能被“撕”開(kāi)，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。空氣電離后產(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表面上，而且一般說(shuō)來(lái)分布是不均勻的(圖2)，導(dǎo)體尖端的電荷特別密集, 所以尖端附近空氣中的電

17、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。 尖端放電在技術(shù)上有重要意義. 高壓輸電導(dǎo)線和高壓設(shè)備的金屬元件，表面要很光滑, 為的是避免因尖端放電而損失電能或造成事故。3. 火花放電當(dāng)高壓帶電體與導(dǎo)體靠得很近時(shí), 強(qiáng)大的電場(chǎng)會(huì)使它們之間的空氣瞬間電離，電荷通過(guò)電離的空氣形成電流。 由于電流特別大, 產(chǎn)生大量的熱, 使空氣發(fā)聲發(fā)光，產(chǎn)生電火花。 這種放電現(xiàn)象叫火花放電?；鸹ǚ烹娫谏钪谐?huì)遇到。 干燥的冬天,身穿毛衣和化纖衣服,長(zhǎng)時(shí)間走路之后,由于摩擦，身體上會(huì)積累靜電荷。這時(shí)如果手指靠近金屬物品, 你

18、會(huì)感到手上有針刺般的疼痛感，這就是火花放電引起的。 如果事先拿一把鑰匙, 讓鑰匙的尖端靠近其他金屬體, 就會(huì)避免疼痛。在光線較暗的地方試一試，在鑰匙尖端靠近金屬體的時(shí)候, 不但會(huì)聽(tīng)到響聲, 還會(huì)看到火花。在一些工廠或?qū)嶒?yàn)室里, 存在大量易燃?xì)怏w, 工作人員要穿一種特制的鞋, 這種鞋的導(dǎo)電性能很好，能夠?qū)㈦姾蓪?dǎo)入大地, 避免電荷在人體上的積累, 以免產(chǎn)生火花放電, 引起火災(zāi)。4. 閃電帶電云層之間或帶電云層和地面之間發(fā)生強(qiáng)烈放電時(shí), 產(chǎn)生耀眼的閃光和巨響, 這就是閃電。 閃電的放電電流可以高達(dá)幾十萬(wàn)安培, 會(huì)使建筑物遭受?chē)?yán)重?fù)p壞， 這就是雷擊。為了避免雷擊, 人們?cè)O(shè)計(jì)了避雷針。 避雷針是針狀金屬

19、物, 裝在建筑物的頂端, 用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板相連, 以保持與大地的良好接觸(圖3)。當(dāng)帶電云層接近時(shí)，大地中的異種電荷被吸引到避雷針的尖端，并由于尖端放電而釋放到空氣中，與云層中的電荷中和，達(dá)到避雷的目的。閃電也有積極的意義。 閃電產(chǎn)生的高溫使空氣中的氮和氧化合, 隨雨水降至地面形成硝酸鹽。 這些硝酸鹽是天然的氮肥。閃電過(guò)程中產(chǎn)生的臭氧，能保護(hù)地球上的生命免受過(guò)量紫外線傷害。靜電的應(yīng)用 目前靜電已經(jīng)有多種應(yīng)用，如靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印等 以煤作燃料的工廠、電站，每天排出的煙氣帶走大量的煤粉，不僅浪費(fèi)燃料，而且嚴(yán)重地污染環(huán)境。利用靜電除塵可以消除煙氣中的煤粉。(圖1)是靜

20、電除塵器的原理示意圖。除塵器由金屬管a和懸在管中的金屬絲b組成，a接到高壓電源的正極，b接到高壓電源的負(fù)極，它們之間有很強(qiáng)的電場(chǎng)，而且距b越近，場(chǎng)強(qiáng)越大b附近的空氣分子被強(qiáng)電場(chǎng)電離，成為電子和正離子。正離子被吸到b上，得到電子，又成為分子。電子在向著正極a運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，遇到煙氣中的煤粉，使煤粉帶負(fù)電，吸附到正極a上，最后在重力的作用下落入下面的漏斗中。靜電除塵用于粉塵較多的各種場(chǎng)所，除去有害的微粒，或者回收物資，如回收水泥粉塵。設(shè)法使油漆微粒帶電，油漆微粒在電場(chǎng)力的作用下向著作為電極的工件運(yùn)動(dòng)，并沉積在工件的表面，完成噴漆的工作。這就是靜電噴涂。使絨毛帶電，可以使絨毛植在涂有粘著劑的紡織物上，

21、形成像刺繡似的紡織品。這就是靜電植絨。靜電復(fù)印可以迅速、方便地把圖書(shū)、資料、文件復(fù)印下來(lái)。靜電復(fù)印機(jī)的中心部件是一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的接地的鋁質(zhì)圓柱體，表面鍍一層半導(dǎo)體硒，叫做硒鼓。半導(dǎo)體硒有特殊的光電性質(zhì)：沒(méi)有光照射時(shí)是很好的絕緣體，能保持電荷；受到光的照射立即變成導(dǎo)體，將所帶的電荷導(dǎo)走。 復(fù)印每一頁(yè)材料都要經(jīng)過(guò)充電、曝光、顯影、轉(zhuǎn)印等幾個(gè)步驟。這幾個(gè)步驟是在硒鼓轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中依次完成的。充電: 由電源使硒鼓表面帶正電荷。曝光: 利用光學(xué)系統(tǒng)將原稿上的字跡的像成在硒鼓上（圖2）。硒鼓上字跡的像，是沒(méi)有光照射的地方，保持著正電荷。其他地方受到了光線的照射，正電荷被導(dǎo)走。這樣，在硒鼓上留下了字跡的“靜

22、電潛像”。這個(gè)像我們看不到，所以稱(chēng)為潛像。顯影: 帶負(fù)電的墨粉被帶正電的“靜電潛像”吸引，并吸附在“靜電潛像”上（圖3），顯出墨粉組成的字跡。 轉(zhuǎn)印: 帶正電的轉(zhuǎn)印電極（圖4） 使輸紙機(jī)構(gòu)送來(lái)的白紙帶正電。帶正電的白紙與硒鼓表面墨粉組成的字跡接觸，將帶負(fù)電的墨粉吸到白紙上。 此后，吸附了墨粉的紙送入定影區(qū)，墨粉在高溫下熔化，浸入紙中，形成牢固的字跡硒鼓則經(jīng)過(guò)清除表面殘留的墨粉和電荷，準(zhǔn)備復(fù)印下一頁(yè)材料。(圖5 )表示復(fù)印的全過(guò)程。影子告訴我們什么 在陽(yáng)光下或燈下，按照?qǐng)D中的方法，用兩只手做出各種姿態(tài)，你會(huì)看到，墻上映出了狗、鴨、飛鳥(niǎo)等等的生動(dòng)形象。 請(qǐng)你想一想：為什么影子和物體的形狀總是相似的

23、？影子還可以告訴我們一些什么呢？當(dāng)我們?cè)陉?yáng)光下奔跑的時(shí)候，我們的影子總是緊緊地跟著我們；汽車(chē)無(wú)論跑得多么快，它的影子也總是緊跟著它，真是形影不離。這個(gè)簡(jiǎn)單的現(xiàn)象告訴我們：光的傳播速度一定比人和汽車(chē)的速度快得多。假如光跑得慢，那么，光從人的頭部跑到地面的時(shí)候，人又向前跑了一段距離，頭部的影子就會(huì)落后一大段。事實(shí)當(dāng)然不是這樣的。閃電打雷的時(shí)候，你總是先看見(jiàn)閃電，后聽(tīng)見(jiàn)雷聲。這證明，光的傳播速度比聲音的傳播速度也快得多。光的傳播速度有多快呢？用普通的方法是很難測(cè)得出來(lái)的。經(jīng)過(guò)科學(xué)家的多次測(cè)定，光每秒鐘大約跑三十萬(wàn)公里（更準(zhǔn)確地說(shuō)，光在真空里的速度是每秒鐘299792.46公里）。也就是說(shuō)，只要一秒鐘

24、，光就可以在北京和上海之間跑一百多個(gè)來(lái)回。光速差不多是聲音在空氣中傳播速度的九十萬(wàn)倍。光在宇宙萬(wàn)物的運(yùn)動(dòng)會(huì)上，稱(chēng)得上是賽跑冠軍。光有著直線前進(jìn)的性格，又有著輕盈敏捷的腳步。對(duì)這個(gè)不知疲倦的“賽跑冠軍”，有的人卻抱怨起來(lái)，他們說(shuō)：“光跑得大慢，簡(jiǎn)直象爬行?！边@是為什么呢？當(dāng)人類(lèi)開(kāi)始向宇宙空間進(jìn)軍的時(shí)候，人們深深感到宇宙實(shí)在太大了。除了太陽(yáng)以外，距我們最近的恒星是半人馬星座中的星（又叫比鄰星）。它發(fā)出的光要經(jīng)過(guò)4.3年才能到達(dá)地球?，F(xiàn)代的天文望遠(yuǎn)鏡看到的遙遠(yuǎn)恒星，它的光要經(jīng)過(guò)幾十億年才能到達(dá)地球。換句話說(shuō)，我們看到的光線是它在幾十億年以前發(fā)出來(lái)的，至于現(xiàn)在這個(gè)恒星的面孔如何，要再等幾十億年以后才能

25、看見(jiàn)。這多么讓人著急??！難怪一些科學(xué)家說(shuō)：“光象蝸牛一樣在宇宙中爬行?！笨墒?，到目前為止，人們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)比光運(yùn)動(dòng)得更快的東西。水中的蠟燭 在桌子上放兩摞書(shū)，象圖中那樣把一塊玻璃直立在桌子上。在玻璃的前方放一支蠟燭（為了便于移動(dòng)它，你可以把蠟燭尾部燒熔；然后把蠟燭粘在一個(gè)舊瓶蓋里）。在玻璃的后面，放一只盛水的大玻璃杯。玻璃杯和玻璃之間的距離，要和蠟燭到玻璃之間的距離完全相等。拉上窗簾，使屋子變暗，從蠟燭這邊向玻璃望去，就會(huì)看到一個(gè)奇怪的現(xiàn)象蠟燭正在水中燃玻璃象鏡子一樣，把蠟燭發(fā)出的一部分光，從它的表面反射進(jìn)你的眼里。但是人們的眼睛有一種習(xí)慣，總是沿著直線去摸索那個(gè)發(fā)光的物體。所以，我們感到蠟燭的

26、光是從玻璃的背后發(fā)來(lái)的，好象在那兒也有一支蠟燭（我們把它叫做蠟燭的虛像）。蠟燭的虛像和玻璃背后的水杯正好重合在一起，所以看起來(lái)就象蠟燭在水中燃燒。這個(gè)實(shí)驗(yàn)告訴我們，鏡子前面的物體，能在鏡子里形成一個(gè)虛像；物體和鏡子的距離，跟虛像和鏡子的距離相等。把這個(gè)實(shí)驗(yàn)稍微改動(dòng)一下，準(zhǔn)會(huì)使你的同學(xué)目瞪口呆，驚奇不已。把上面實(shí)驗(yàn)中的水杯拿開(kāi)，把你的手指放在原來(lái)水杯所在的位置上，你的同學(xué)會(huì)看到一個(gè)很難相信的現(xiàn)象你居然毫不在乎地把手指放在火焰里燃燒。下面再做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明鏡子中的虛像和實(shí)物的大小是相等的。還是用那塊玻璃，取兩支大小一樣的蠟燭，把一支點(diǎn)著以后，放在玻璃前面，再在玻璃后面放上另一支沒(méi)有點(diǎn)著的蠟燭，慢慢

27、地移動(dòng)它，使得隔著玻璃從各個(gè)角度看去，它正好跟點(diǎn)燃了的蠟燭的虛像重合在一起。這時(shí)候一個(gè)有趣的現(xiàn)象發(fā)生了，那支蠟燭就象被點(diǎn)著了一樣。為什么從早到晚我們看見(jiàn)的太陽(yáng)不一樣？ 你可以做這樣一個(gè)試驗(yàn)：把一個(gè)硬幣放在碗里，人慢慢地往后退，直到碗里的硬幣看不見(jiàn)時(shí)就停下來(lái)，記下這個(gè)地方。然后向碗里加一點(diǎn)水，硬幣的位置不要移動(dòng)，你再走到剛剛這個(gè)地方，這時(shí)候，碗里的硬幣又能看見(jiàn)了。為什么原來(lái)看不見(jiàn)硬幣，加了水以后，就能看見(jiàn)呢？ 物理學(xué)告訴我們：光線在同一密度的介質(zhì)中，是直線進(jìn)行的；如果光線在所經(jīng)過(guò)的路徑上，遇到兩種不同密度的介質(zhì)，光線就會(huì)轉(zhuǎn)個(gè)彎前進(jìn)。 水和空氣是不同密度的介質(zhì)。當(dāng)碗里沒(méi)有水，光線是直線進(jìn)行的，這時(shí)

28、由硬幣反射的光線被碗壁擋住，不能達(dá)到我們的眼里，我們就看不見(jiàn)硬幣。當(dāng)碗里加了水以后，由硬幣反射出來(lái)的光線，先由直線達(dá)到水面，然后在水面處發(fā)生折射，達(dá)到人的眼睛里。這樣,從太陽(yáng)到地球的平均距離，是14960萬(wàn)公里。地球外面雖然包了一層很厚的大氣，可是從太陽(yáng)到地球之間，有一段很長(zhǎng)的離是沒(méi)有大氣的。當(dāng)陽(yáng)光射到大氣圈的表面時(shí)，光就發(fā)生折射。由于大氣層上下的密度不同，愈近地面，就折射得愈厲害。這樣，陽(yáng)光在地球大氣層里就沿著一條彎曲的道路前進(jìn)。當(dāng)太陽(yáng)還沒(méi)有升出地平線時(shí)，如果沒(méi)有大氣層的折射，陽(yáng)光將按圖中直線1的方向傳播，而被地面擋住就像碗壁擋住硬幣一樣，人就不能看見(jiàn)太陽(yáng)。事實(shí)上，陽(yáng)光在大氣層外是直線方向傳

29、播的，進(jìn)入大氣層以后，由于大氣對(duì)光的折射，就按曲線2傳播，那時(shí)雖然太陽(yáng)還“躲”在地平線下面，陽(yáng)光卻先到達(dá)了地面，人們就能見(jiàn)到太陽(yáng)。由于人們?cè)诟杏X(jué)上總以為光線是從前面一直來(lái)的，因而認(rèn)為太陽(yáng)在直線3的方向。所以說(shuō)，太陽(yáng)還沒(méi)升出地平線，我們就可以看見(jiàn)太陽(yáng)了。 此外，每一個(gè)仔細(xì)觀看落日的人，都有這樣一種經(jīng)驗(yàn)：太陽(yáng)下山的時(shí)候，不但看起來(lái)又紅又大，而且形狀也變成了扁圓的，不像白天那樣是正圓的。 測(cè)量的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)落山時(shí)太陽(yáng)在垂直方向的直徑，比水平方向、的直徑縮短了大約五分之一。這是什么原因呢？ 原來(lái)這也是大氣折射玩的花樣。有趣的是，大氣折射的影響對(duì)于太陽(yáng)的上緣和下緣是不相同的。太陽(yáng)的下緣比上緣更接近地平線,

30、因而受到的影響也更大，下緣比上緣抬高得更加顯著，這就使垂直方向的太陽(yáng)直徑縮短了。 天文學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的精密觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)大氣折射使太陽(yáng)下緣抬高了35分（角度），而上緣則只抬高29分，相差6分。太陽(yáng)的角直徑平均是32分。所以這時(shí)太陽(yáng)的垂直直徑比水平直徑縮短了大約五分之一，看起來(lái)整個(gè)太陽(yáng)就變成扁圓的了。 當(dāng)太陽(yáng)已經(jīng)下山后，天空還很亮，這是由于大氣中的一些微粒把陽(yáng)光散射進(jìn)來(lái)的緣故，而當(dāng)太陽(yáng)進(jìn)入地平線下面，陽(yáng)光就射到越高的天空，由于越是高空，微粒越少，被散射的光線就漸漸減弱，于是天色就慢慢暗下來(lái)了。過(guò)山車(chē)中的物理學(xué)過(guò)山車(chē)是一項(xiàng)富有刺激性的娛樂(lè)工具。那種風(fēng)馳電掣、有驚無(wú)險(xiǎn)的快感令不少人著迷。如果你對(duì)物理學(xué)感興

31、趣，那么在乘坐過(guò)山車(chē)的過(guò)程中不僅能夠體驗(yàn)到冒險(xiǎn)的快感，還有助于理解力學(xué)定律。實(shí)際上，過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)包含了許多物理學(xué)原理，人們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)山車(chē)時(shí)巧妙地運(yùn)用了這些原理。如果能親身體驗(yàn)一下由能量守恒、加速度和力交織在一起產(chǎn)生的效果，那感覺(jué)真是妙不可言。這次同物理學(xué)打交道不用動(dòng)腦子，只要收緊你的腹肌，保護(hù)好腸胃就行了，當(dāng)然，如果你的身體條件和心理承受能力的限制，無(wú)法親身體驗(yàn)過(guò)山車(chē)帶來(lái)的種種感受，你不妨站在一旁仔細(xì)觀察過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)和乘坐者的反應(yīng)。 在開(kāi)始旅行時(shí)，過(guò)山車(chē)的小列車(chē)是靠一個(gè)機(jī)械裝置的推力推上最高點(diǎn)的，但在第一次下行后，就再也沒(méi)有任何裝置為它提供動(dòng)力了。事實(shí)上，從這時(shí)起，帶動(dòng)它沿著軌道行駛的惟一的&q

32、uot;發(fā)動(dòng)機(jī)"將是引力勢(shì)能，即由引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、又由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能這樣一種不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程構(gòu)成的。第一種能，即引力勢(shì)能是物體因其所處位置而自身?yè)碛械哪芰?，是由于它的高度和由引力產(chǎn)生的加速度而來(lái)的。對(duì)過(guò)山車(chē)來(lái)說(shuō)，它的勢(shì)能在處于最高點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大值，也就是當(dāng)它爬升到"山丘"的頂峰時(shí)最大。當(dāng)過(guò)山車(chē)開(kāi)始下降時(shí)，它的勢(shì)能就不斷地減少（因?yàn)楦叨认陆盗耍粫?huì)消失，而是轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能，也就是運(yùn)動(dòng)能。不過(guò)，在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，由于過(guò)山車(chē)的車(chē)輪與軌道的摩擦而產(chǎn)生了熱量，從而損耗了少量的機(jī)械能（動(dòng)能和勢(shì)能）。這就是為什么要設(shè)計(jì)成隨后的小山丘比開(kāi)始時(shí)的小山丘要低的原因：過(guò)山車(chē)

33、已經(jīng)沒(méi)有上升到像前一個(gè)小山丘那樣的高度所需要的機(jī)械能了。過(guò)山車(chē)最后一節(jié)小車(chē)廂里是過(guò)山車(chē)贈(zèng)送給勇敢的乘客最為刺激的禮物。事實(shí)上，下降的感受在過(guò)山車(chē)的尾部車(chē)廂最為強(qiáng)烈。因?yàn)樽詈笠还?jié)車(chē)廂通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度比過(guò)山車(chē)頭部的車(chē)廂要快，這是由于引力作用于過(guò)山車(chē)中部的質(zhì)量中心的緣故。這樣，乘坐在最后一節(jié)車(chē)廂的人就能快速地達(dá)到和跨越最高點(diǎn)，從而產(chǎn)生一種要被拋離的感覺(jué)，因?yàn)橘|(zhì)量中心正在加速向下。尾部車(chē)廂的車(chē)輪是牢固地扣在軌道上的，否則在到達(dá)頂峰附近時(shí)，小車(chē)廂就可能脫軌甩出去。車(chē)頭部的車(chē)廂情況就不同了，它的質(zhì)量中心在“身后”，在短時(shí)間內(nèi)，它雖然處在下降的狀態(tài)，但是它要“等待”質(zhì)量中心越過(guò)高點(diǎn)被引力推動(dòng)。到達(dá)“瘋狂之

34、圈”時(shí)，沿直線軌道行進(jìn)的過(guò)山車(chē)突然向上轉(zhuǎn)彎。這時(shí)，乘客就會(huì)有一種被擠壓到軌道上的感覺(jué)，因?yàn)檫@時(shí)產(chǎn)生了一種表觀的離心力。事實(shí)上，在環(huán)形軌道上由于鐵軌與過(guò)山車(chē)相互作用產(chǎn)生了的一種向心力。這種環(huán)形軌道是略帶橢圓形的，目的是為了“平衡”引力的制動(dòng)效應(yīng)。當(dāng)過(guò)山車(chē)達(dá)到圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)，事實(shí)上它會(huì)慢下來(lái)，但如果彎曲的程度較小時(shí)，這種現(xiàn)象會(huì)減弱。一旦過(guò)山車(chē)走完了它的行程，機(jī)械制動(dòng)裝置就會(huì)非常安全地使過(guò)山車(chē)停下來(lái)。減速的快慢是由氣缸來(lái)控制的。干擦摩擦與濕摩擦 把一個(gè)小木塊放進(jìn)盛了水的臉盆里，那木塊便浮在水面上了。向它吹上一口氣，看！木塊被你吹跑了。再把這個(gè)木塊放到桌面上，你吹吧，怎么吹也不動(dòng)彈。就是再墊上幾支

35、鉛筆，把它和桌面的摩擦改為滾動(dòng)摩擦，你也很難用一口氣吹走它。 為什么木塊放在水里便容易吹跑？這是因?yàn)槟緣K和水之間的摩擦，屬于固體和液體之間的摩擦（人們管這種摩擦叫濕摩擦，濕摩擦還包括固體和氣體之間的摩擦），而木塊和桌面之間的摩擦，是固體和固體之間的摩擦，統(tǒng)稱(chēng)為干摩擦。上邊的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，對(duì)同一個(gè)物體來(lái)說(shuō)，濕摩擦力小于干摩擦力。在固體之間涂上一層潤(rùn)滑油，就把干摩擦改變成了半濕摩擦，使摩擦力大大減小。穿著冰鞋在冰面上溜冰，腳下的摩擦力會(huì)變得很小，那是因?yàn)楸秹涸诒嫔系臅r(shí)候，會(huì)使冰面上少量的冰在瞬間化成水，把冰刀和冰之間的干摩擦變成了半濕摩擦。你如果穿上冰鞋在水磨石地面上溜滑，即使地面象冰那樣平坦、光

36、滑，但是由于干摩擦總也變不成半濕摩擦，冰刀依然滑動(dòng)不起來(lái)。失重現(xiàn)象四則 失重現(xiàn)象”是高中物理（試驗(yàn)修訂本·必修）第一冊(cè)第三章的內(nèi)容。介紹幾個(gè)自制的演示失重現(xiàn)象的小實(shí)驗(yàn)，以饗讀者。一、鏈條失重現(xiàn)象自制一木架，在木架上端懸掛一根細(xì)鏈條，使鏈條的一端a固定在木架橫梁上，另一端b用細(xì)線系在鏈條a端的一個(gè)環(huán)上（為使現(xiàn)象明顯可使鏈條長(zhǎng)一些，在b端掛一個(gè)鉤碼）.此裝置放在帶有托盤(pán)的臺(tái)秤上，如圖所示，裝置靜止時(shí)觀察臺(tái)秤指針?biāo)傅氖緮?shù).點(diǎn)燃火柴燒斷系住鏈條b端的細(xì)線，這時(shí)引導(dǎo)學(xué)生觀察臺(tái)秤示數(shù)的變化，可觀察到臺(tái)秤示數(shù)變小.這說(shuō)明鏈條下落時(shí)發(fā)生了失重現(xiàn)象.但當(dāng)這一半鏈條下落到被上一半鏈條拉住靜止時(shí)，臺(tái)秤又

37、恢復(fù)到原來(lái)的示數(shù)。二、壓力消失現(xiàn)象在一個(gè)平底吊盤(pán)上放一個(gè)重物m，把一張薄紙條a的一端壓在重物m和吊盤(pán)之間，如圖所示，紙條盡量窄且不很結(jié)實(shí)。當(dāng)抽動(dòng)一端時(shí)，紙條輕易地被拉斷.實(shí)驗(yàn)時(shí)，一只手把紙條的另一端固定，另一只手提著盤(pán)的吊線b（也可以請(qǐng)學(xué)生上講臺(tái)來(lái)幫助教師完成此實(shí)驗(yàn)）。先用手提著盤(pán)和重物慢慢下降，則紙條先被拉緊，接著就斷裂了。這是因?yàn)榧垪l被重物壓著的一端存在靜摩擦力的作用。第二次換一張同樣的紙條，把紙條的一端壓在重物和盤(pán)之間，另一端固定，但是提吊線b的手突然放開(kāi)，使盤(pán)和重物同時(shí)自由下落，可以看到紙條不但沒(méi)有被拉斷而且完好如初。這是因?yàn)樽杂上侣溥^(guò)程中重物完全失重，不受盤(pán)的支持力，其反重物對(duì)盤(pán)的壓

38、力也就消失了，使靜摩擦力不復(fù)存在。因此，可以從容地拉出紙條。 三、噴泉失射現(xiàn)象取一只舊塑料瓶（如可樂(lè)瓶），在瓶的一端側(cè)壁上鉆幾個(gè)小孔，用手指堵住小孔，向瓶中裝滿(mǎn)水（向水中滴幾滴紅墨水，便于看得更清楚），松開(kāi)手指，則水就會(huì)噴射出來(lái)。這是水的重量產(chǎn)生的壓強(qiáng)對(duì)瓶壁的作用。如果松開(kāi)了拿瓶的手，讓瓶自由下落，這時(shí)可以看到水立即停止噴出。這是因?yàn)檎谧杂上侣涞乃幱谕耆е貭顟B(tài)，水層之間不再存在壓力，故水不會(huì)從孔中流出。四、斜面上下滑小車(chē)失重現(xiàn)象用薄三合板自制一個(gè)斜面（稍長(zhǎng)些），把一小車(chē)通過(guò)細(xì)線固定在斜面的上端，如圖所示。此裝置放在帶有托盤(pán)的臺(tái)秤上（固定好），待裝置靜止時(shí)觀察臺(tái)秤指針?biāo)傅氖緮?shù)。點(diǎn)燃火柴燒

39、斷系住小車(chē)的細(xì)線，小車(chē)將沿斜面加速下滑，這時(shí)可觀察到臺(tái)秤示數(shù)變小。這說(shuō)明小車(chē)加速下滑過(guò)程中發(fā)生了失重現(xiàn)象。比薩懸案 這是一個(gè)“老掉牙”的故事，想必大家都聽(tīng)說(shuō)過(guò)。16世紀(jì)末，意大利著名物理學(xué)家伽利略，在比薩斜塔上做了一次公開(kāi)實(shí)驗(yàn)：他的兩只手中，拿著兩個(gè)不同重量的鐵球，一個(gè)十磅重，一個(gè)一磅重，兩個(gè)鐵球同時(shí)脫手，而且同時(shí)著地。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推翻了亞里士多德保持了兩千多年的理論，因而在近代物理學(xué)史上傳為佳話?？墒菃?wèn)題并沒(méi)有就此完結(jié)。現(xiàn)代物理學(xué)的理論可以證實(shí)，真空中兩個(gè)不同重量的鐵球，從相同的高度同時(shí)下落，一定會(huì)同時(shí)著地的。但是兩個(gè)不同材料構(gòu)成的物體，比如一根羽毛和一個(gè)鐵球，是不是也具備同樣的性質(zhì)呢？我

40、們知道，在生活中，羽毛的下落速度，明顯比鐵球慢得多。據(jù)說(shuō)這也是當(dāng)初亞里士多德理論的來(lái)源之一。伽利略認(rèn)為，這是由于羽毛的重量太輕，因此在下落的過(guò)程中，會(huì)受到較大的空氣阻力。如果在真空中，羽毛和鐵球從相同的高度同時(shí)下落，一定也會(huì)同時(shí)著地的。由于實(shí)驗(yàn)條件的局限，伽利略沒(méi)能在有生之年完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。隨著科技的發(fā)展，人類(lèi)在自然界中制造出了高真空，伽利略的遺愿終于可以實(shí)現(xiàn)了。在真空中，人們看到羽毛和鐵球從相同的高度同時(shí)下落，果然是同時(shí)著地的。本來(lái)，這個(gè)懸案應(yīng)該到此為止了?？墒沁M(jìn)入20世紀(jì)以后，人們又發(fā)現(xiàn)了新的問(wèn)題。1922年，匈牙利科學(xué)家富佛斯在一次真空實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同重量、不同材料的物體，從相同的高度同時(shí)

41、下落，并不是完全同時(shí)著地的，而是存在微小的時(shí)間差距。但是富佛斯的發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有引起當(dāng)時(shí)物理界的關(guān)注。 富佛斯的發(fā)現(xiàn)被擱置了60多年。直到1986年，世界物理學(xué)界才開(kāi)始認(rèn)真研究富佛斯的真空下落實(shí)驗(yàn)，結(jié)果得到了令人更為吃驚的結(jié)論： 在真空中，羽毛竟然比鐵球先著地！400年前伽利略的猜想，又被推翻了。經(jīng)過(guò)大量細(xì)致的研究，現(xiàn)代的物理學(xué)家們總結(jié)出了如下結(jié)論：正在下落的物體，不僅受到重力的作用，而且還有一個(gè)較小的“排斥力”在搗亂。這種“排斥力”的方向剛好與重力相反，因此影響了物體下落的速度?，F(xiàn)代物理學(xué)中，把這種“排斥力”稱(chēng)為“超負(fù)載力”（也稱(chēng)為“超電荷力”）。由不同材料構(gòu)成的物體，所受到的“超負(fù)載力”也不同。

42、這就是“真空中羽毛比鐵球下落快”的原因。在“超負(fù)載力”被發(fā)現(xiàn)之前，人類(lèi)所知道的“力”總共可以歸結(jié)為四大類(lèi)，即萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用和弱相互作用。而這種“超負(fù)載力”不能歸于四類(lèi)中的任何一類(lèi)，只能獨(dú)立成“第五種力”。 當(dāng)然，這“第五種力”是不是存在，物理學(xué)界尚有爭(zhēng)論，因?yàn)榇罅繉?shí)驗(yàn)的結(jié)果并不是完全一致的。因此，人類(lèi)對(duì)這種“超負(fù)載力”的認(rèn)識(shí)，還處在初級(jí)階段。亞里士多德和伽利略這兩位偉人留給后人的懸案，何時(shí)能夠完全了結(jié)呢？讓我們拭目以待吧。 為什么永動(dòng)機(jī)是不可能制成的 從遠(yuǎn)古時(shí)代起，人類(lèi)為了維持生存，發(fā)明和制造了各種機(jī)械，如斜面、滑輪、杠桿等。后來(lái)，隨著社會(huì)物質(zhì)文明的進(jìn)步，人類(lèi)又制造了許多機(jī)器。利

43、用機(jī)器，人類(lèi)創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富。但是，無(wú)論對(duì)機(jī)器作出怎樣的改進(jìn)，人們發(fā)現(xiàn)，任何機(jī)械或機(jī)器都必須有外力作用才能運(yùn)行，這些外力包括人力、畜力、風(fēng)力以及現(xiàn)代化生產(chǎn)中的電力、水力、化學(xué)力、核力等等。而且，利用任何機(jī)器都只可能減少力的強(qiáng)度，改變力的方向，而不能減少力的做的功，也就是說(shuō)，要使機(jī)器干多少活，人們至少必須相應(yīng)地供給機(jī)器多少能量，甚至更多的能量。一旦停止供應(yīng)，任何一臺(tái)機(jī)器就不可能一直運(yùn)行下去?！凹纫R兒跑，又要馬兒不吃草”的做法，這在實(shí)際生活中是做不到的。 歷史上，有些人曾經(jīng)設(shè)想制造出兩種永動(dòng)機(jī)。第一種永動(dòng)機(jī)就是把機(jī)器完全與外界隔絕，依靠機(jī)器自身的能量周而復(fù)始地運(yùn)行下去。然而，無(wú)論設(shè)

44、計(jì)方案多么細(xì)致、周到，甚直是“煞費(fèi)苦心”，在實(shí)際制作中都以失敗而告終。其原因是，在沒(méi)有任何外力的作用下，機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中的磨擦阻力是無(wú)論如何消除不了的，它們只會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)地消耗機(jī)器自身的能量，而使機(jī)器最終無(wú)法運(yùn)行。自然界存在一條普遍的物理定律熱力學(xué)第一定律，它是能量守恒定律在熱學(xué)上的表現(xiàn)。它告訴人們：在沒(méi)有任何外力供應(yīng)能量的情況下，物體的能量既不能產(chǎn)生，也不會(huì)消失。在不可避免存在磨擦阻力時(shí)，機(jī)器的能量一時(shí)在對(duì)付摩擦阻力上“彈盡糧絕”，就不可能再運(yùn)行下去，永動(dòng)機(jī)也就成了空想。第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)是指機(jī)器并不與外界完全隔絕，但只是單方面地從一個(gè)外界熱源中吸取熱量，而能周而復(fù)始地永動(dòng)下去。這種機(jī)器也是不可能制造

45、出來(lái)的。這是因?yàn)槿魏螜C(jī)器要維持運(yùn)行必須與外界有兩個(gè)通道交換熱量。機(jī)器從一個(gè)通道中吸取能量，一部分用來(lái)完成人們需要它做的功，另一部分不可避免地從另外一個(gè)通道中散發(fā)開(kāi)去。汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)就是一個(gè)典型的例子。沒(méi)有汽油，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)“斷了糧”，是不可能開(kāi)動(dòng)起來(lái)的，但是只有汽油，沒(méi)有排出廢氣的通道，汽車(chē)也同樣不可能永動(dòng)下去的。物理學(xué)家通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出熱力學(xué)第二定律，它告訴人們：能量的轉(zhuǎn)化是有方向性的。人類(lèi)不可能違背這個(gè)方向性去制造出永動(dòng)機(jī)。在日常生活中，人們可以不停地搓手使手掌發(fā)熱，這是功變熱的過(guò)程。但是，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)從汽油中獲得的熱量卻不會(huì)全部用于開(kāi)動(dòng)汽車(chē)，其中有一部分熱量一定會(huì)“逃之夭夭”，這就表明熱不可

46、能全部轉(zhuǎn)化為功，這就是熱量與做功之間的單向性。還有，如果把一杯熱水和一標(biāo)冷水靠在一起，只允許它們互相傳熱，那么結(jié)果一定是熱水降溫，冷水升溫，直至兩杯水溫度相等為止。誰(shuí)也沒(méi)有見(jiàn)過(guò)熱水自動(dòng)地從冷水中再獲取熱量繼續(xù)升溫，而冷水則再降溫的現(xiàn)象。這就是熱量傳遞的方向性。總之，第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)和第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)都是不可能制成的，因?yàn)樗鼈冞`背了已經(jīng)被大量實(shí)驗(yàn)證明了的自然界能量變化的普遍定律。 失重和宇宙開(kāi)發(fā) 人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)進(jìn)入軌道后，其中的人和物將處于失重狀態(tài)。人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等航天器進(jìn)入軌道后，可以認(rèn)為是繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向是時(shí)刻改變的，因而具有加速度，

47、它的大小等于衛(wèi)星所在高度處重力加速度的大小。這跟在以重力加速度下降的升降機(jī)中發(fā)生的情況類(lèi)似，航天器中的人和物都處于完全失重狀態(tài)。你能夠想象出完全失重的條件下會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象嗎?你設(shè)想地球上一旦重力消失，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，在宇宙飛船中就會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。物體將飄在空中，液滴絕對(duì)呈球形，氣泡在液體中將不上浮。宇航員站著睡覺(jué)和躺著睡覺(jué)一樣舒服，走路務(wù)必小心，稍有不慎，將會(huì)“上不著天，下不著地”。食物要做成塊狀或牙膏似的糊狀，以免食物的碎渣“漂浮”在空中進(jìn)入宇航員的眼睛、鼻孔你還可以繼續(xù)發(fā)揮你的想象力，舉出更多的現(xiàn)象來(lái)。你還可以再想一想，人類(lèi)能夠利用失重的條件做些什么嗎?下面舉幾個(gè)事例，將會(huì)幫助你思考。這里

48、所舉的事例，雖然還沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)，但科學(xué)家們正在努力探索，也許不久的將來(lái)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。在失重條件下，融化了的金屬的液滴，形狀絕對(duì)呈球形，冷卻后可以成為理想的滾珠而在地面上,用現(xiàn)代技術(shù)制成的滾珠，并不絕對(duì)呈球形，這是造成軸承磨損的重要原因之一。玻璃纖維(一種很細(xì)的玻璃絲，直徑為幾十微米)是現(xiàn)代光纖通信的主要部件。在地面上，不可能制造很長(zhǎng)的玻璃纖維，因?yàn)闆](méi)等到液態(tài)的玻璃絲凝固，由于它受到重力，將被拉成小段。而在太空的軌道上，將可以制造出幾百米長(zhǎng)的玻璃纖維。 在太空的軌道上，可以制成一種新的泡沫材料棗泡沫金屬。在失重條件下，在液態(tài)的金屬中通以氣體，氣泡將不“上浮”，也不“下沉”，均勻地分布在液態(tài)金屬中，凝

49、固后就成為泡沫金屬，這樣可以制成輕得像軟木塞似的泡沫鋼，用它做機(jī)翼，又輕又結(jié)實(shí)。同樣的道理，在失重條件下，混合物可以均勻地混合，由此可以制成地面上不能得到的特種合金。電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、核工業(yè)等部門(mén)，對(duì)高純度材料的需要不斷增加，其純度要求為“6個(gè)9”至“8個(gè)9”，即999999%99999999%在地面上，冶煉金屬需在容器內(nèi)進(jìn)行，總會(huì)有一些容器的微量元素?fù)饺氲奖灰睙挼慕饘僦?。而在太空中的“懸浮冶煉”，是在失重條件下進(jìn)行的，不需要用容器，消除了容器對(duì)材料的污染，可獲得純度極高的產(chǎn)品。在電子技術(shù)中所用的晶體，在地面上生長(zhǎng)時(shí)，由于受重力影響，晶體的大小受到限制，而且要受到容器的污染，在失重條件下，晶

50、體的生長(zhǎng)是均勻的，生長(zhǎng)出來(lái)的晶體也要大得多在不久的將來(lái)，如能在太空建立起工廠，生產(chǎn)出砷化鎵的純晶體，它要比現(xiàn)有的硅晶體優(yōu)越得多，將會(huì)引起電子技術(shù)的重大突破。在太空失重的條件下，會(huì)生產(chǎn)出地面上難以生產(chǎn)的一系列產(chǎn)品建立空間工廠，已經(jīng)不再是幻想。科學(xué)家們要在太空中做各種實(shí)驗(yàn)，青年學(xué)生也可以提出自己的太空試驗(yàn)設(shè)想，展開(kāi)你想象的翅膀，為宇宙開(kāi)發(fā)貢獻(xiàn)一份力量吧! 家庭節(jié)電小常識(shí) 照明節(jié)： 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(kāi)1瓦節(jié)電日光燈，既

51、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”。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(kāi)得越大，耗電量也越大。所以看電視時(shí)，亮度和音量應(yīng)調(diào)在人感覺(jué)最佳的狀態(tài)，不要過(guò)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(lái)。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(kāi)門(mén)次數(shù)和時(shí)間。電冰箱內(nèi)的食物不要塞得太滿(mǎn)，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

52、低冷藏室溫度，節(jié)省電能消耗。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，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(lèi)和臟污程度來(lái)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)行漂洗，既可以節(jié)約用電，也減少了漂清次數(shù)，達(dá)到節(jié)電的目的。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。烈熄丈旦侄訴彎莆樹(shù)邵繕頻秤另滄堯椽伯崖哮勒兌鈉峨標(biāo)蠱哲擰種啄拙芭距袍嗜山典輔亥蒜據(jù)位教參匹坊九炸抨鳳以帝爹憾撂亡壹繃奇