生活中的趣味物理 學(xué)生研究課題 王耀中

1、冰棍與物理 高一五班 王赫陽(yáng)冰棍和冰激凌是世界各國(guó)人們都喜歡的止渴解暑食品。當(dāng)你吃到?jīng)鎏鹂煽诘谋骱捅ち钑r(shí)，你是否想過(guò)，世界上最早制作冰棍和冰激凌的是哪個(gè)國(guó)家呢？ 我國(guó)是冰棍和冰激凌的故鄉(xiāng)。早在多年以前，我國(guó)就有用冰解暑的記載。后來(lái)皇宮里就有了用奶和糖制成的冰棍。到了元世祖忽必烈時(shí)代（大約多年前），皇宮里又有了類似現(xiàn)在冰激凌的食品，叫做冰酪。那時(shí)，元朝統(tǒng)治者禁止王室以外的人制作冰酪。直到意大利旅行家馬可·波羅離華回國(guó)前，元世祖才讓人把這種珍品的制作方法教給他。馬可·波羅回去后，又把這種制作方法傳給了意大利王室，意大利王室把這種方法保密了約年，到年，法國(guó)國(guó)王和意大利人結(jié)婚以

2、后，制作冰酪的方法才由意大利傳入法國(guó)。年美國(guó)紐約大街上才有了冰激凌廣告。 我國(guó)古代勞動(dòng)人民的解暑食品是冰核。直到清代，每當(dāng)盛夏到來(lái)之際，北京大街上還有人買(mǎi)冬天入窖保存下來(lái)的天然冰快冰核。大約在年，北京有人想出了“絕招”：先把天然冰放進(jìn)一個(gè)大木桶里，加入適量的食鹽，這樣的木桶就成了一個(gè)“土冷凍室”。再準(zhǔn)備許多圓柱形小鐵筒，每個(gè)小鐵筒里都裝滿加了香料和糖的水，并插上一根木棍。然后把一個(gè)個(gè)裝滿糖水的小鐵筒放進(jìn)“土冷凍室”大木桶里，封閉起來(lái)冷凍。經(jīng)過(guò)半小時(shí)后，小鐵筒里的糖水就凍結(jié)成了冰棍。由于這種解暑食品很受顧客的歡迎，所以很快就在前門(mén)大街出現(xiàn)了專售冰棍的商店。 為什么把食鹽放到天然冰里混合后能使水結(jié)

3、冰呢？這是因?yàn)樵S多純凈物質(zhì)一旦摻入雜質(zhì)，它的凝固點(diǎn)就會(huì)降低。放在大木桶里的天然冰，加入適量的食鹽，就會(huì)因凝固點(diǎn)降低而融解；冰融解時(shí)要從小鐵筒里的水中吸熱，小鐵筒的水就會(huì)放熱凍結(jié)成冰。這就是制作冰棍的道理。 當(dāng)然，在現(xiàn)代，人們已經(jīng)能用各種先進(jìn)的制冷設(shè)備來(lái)制造冰棍和冰激凌等冷食了。炎熱的夏天，熱氣逼人，吃上一根冰棍才舒服呢！你注意過(guò)嗎，冰棍從冷藏箱里拿出來(lái)往往還冒“汽”哩！ 真有趣，通常只有熱的東西才冒汽，冰棍為什么會(huì)冒汽呢？ 夏天的氣溫比冰棍的溫度高得多，冰棍一遇到空氣就要融化，融化時(shí)要從周?chē)目諝庵形沾罅康臒?，使空氣的溫度下降。平時(shí)空氣里含有一定量的水蒸氣，由于溫度突然降低，就達(dá)到飽和或過(guò)飽

4、和狀態(tài)。也就是說(shuō)，冰棍周?chē)目諝庥捎跍囟冉档?，便容納不下原來(lái)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。云、霧、雨、雪形成的原因也是這樣。江河湖海里的水，受到陽(yáng)光照射后，不斷地變成水蒸氣，飄散在空氣中，含有水蒸氣的空氣受熱上升，升到一定高度，遇到冷空氣，就凝成一團(tuán)團(tuán)懸浮的小水滴，這便是云?？拷孛娴乃魵?，遇冷也能結(jié)成一團(tuán)團(tuán)懸浮的小水滴，這就是霧。所以云和霧在本質(zhì)上是相同的。在合適的條件下，云里的小水滴不斷地合并成大水滴，直到上升的氣流托不住它的時(shí)候，便降落下來(lái)，形成雨。如果是冬季，這些水滴就結(jié)晶成雪花漫天飄舞。不

5、過(guò)，空氣中飽和水汽的凝結(jié)，必須有它凝結(jié)的“核心”才行，這個(gè)核心就是飄浮在空氣中的塵埃，它是促進(jìn)云、霧、雨、雪形成的必要條件之一。 有趣的熱學(xué)問(wèn)題 高一五班 徐崇冰是冷的象征，一提到它，人們就會(huì)不寒而栗。但是，在冰雪凜冽的冬天，生活在北極圈里的愛(ài)斯基摩人，卻憑著用冰壘成的房屋，熬過(guò)嚴(yán)寒的冬天。 在北極圈內(nèi)，有取之不盡的冰，又有用之不竭的水。每當(dāng)冬天到來(lái)之前，愛(ài)斯基摩人都要建造冰屋。他們就地取材，先把冰加工成一塊快規(guī)則的長(zhǎng)方體，這就是“磚”；用水作為“泥”。材料準(zhǔn)備好以后，他們?cè)谶x擇好的地方，潑上一些水，壘上一些冰快，再潑一些水，再壘一些冰快；前邊不斷地壘著，后邊不斷地凍結(jié)著，壘完的房屋就成為一個(gè)

6、凍結(jié)成整體的冰屋。這種房屋很結(jié)實(shí)，被譽(yù)為愛(ài)斯基摩人的令人羨慕的藝術(shù)杰作。 愛(ài)斯基摩人的冰屋是怎樣起到保暖防寒作用的呢？ 首先，由于冰屋結(jié)實(shí)不透風(fēng)，能夠把寒風(fēng)拒之屋外，所以住在冰屋里的人，可以免受寒風(fēng)的襲擊。 其次，冰是熱的不良導(dǎo)體，能很好地隔熱，屋里的熱量幾乎不能通過(guò)冰墻傳導(dǎo)到屋外。 再次，凍結(jié)成一體的冰屋，沒(méi)有窗子，門(mén)口掛著獸皮門(mén)簾，這樣可以大大減少屋內(nèi)外空氣的對(duì)流。 正因?yàn)槿绱?，冰屋?nèi)的溫度可以保持在零下幾度到十幾度，這相對(duì)于零下多度的屋外，要暖和多了。愛(ài)斯基摩人穿上皮衣，在這樣的冰屋里完全可以安全過(guò)冬了。當(dāng)然，冰屋里的溫度比起我們冬天的室內(nèi)溫度要低得多，而且冰屋里也不允許生火取暖，因?yàn)楸?/p>

7、在以上就會(huì)融解成水。呵氣和吹氣冬天在室外，氣溫很低，手凍得難受，這時(shí)往手上呵氣，會(huì)使手感到暖和些。從鍋里取剛出籠的饅頭，手燙得難受，這時(shí)往手上吹氣，又覺(jué)得不太燙了。那么，為什么呵氣時(shí)感到暖和，而吹氣又會(huì)解除燙感呢？原來(lái)，冬天在室外，人手的溫度較低，從嘴里呵出的氣溫度較高，呵出的氣速度緩慢，這時(shí)熱量從呵出的暖氣向冷手上傳遞，提高了手的溫度，所以手就感到暖和。剛出籠的饅頭溫度高，用手接觸它后，使人產(chǎn)生燙感。向手上吹氣時(shí)，吹出的氣速度快，促進(jìn)了空氣的流動(dòng)，因而加快了手上水分的蒸發(fā)，水分的蒸發(fā)又會(huì)從手上吸收熱量，所以手就感覺(jué)不怎么燙了。向手背慢慢呵氣，感到溫暖；反之，向手背快速吹氣，則感到?jīng)隹臁?口氣

8、的溫度和體內(nèi)溫度相近，但比手背皮膚的溫度較高，故向手背呵氣時(shí)，手背感到溫暖。但是，向手背快速吹氣時(shí)，氣流把手背的汗液迅速蒸發(fā)，液體蒸發(fā)會(huì)帶走能量。同時(shí)，快速的口氣，也把附近的冷空氣卷過(guò)來(lái)吹到手背上。故手背就覺(jué)得涼快。生活中的物理知識(shí) 高一五班 吳新冉（液體化為氣體時(shí)要吸熱。反之，氣體化為液體時(shí)要放熱。電冰箱要怎樣安排這兩種物態(tài)變化，才能達(dá)到制冷的目的呢？） 電冰箱是利用蒸發(fā)致冷或氣化吸熱的作用而達(dá)到制冷的目的。 電冰箱的喉管內(nèi)，裝有一種商業(yè)上稱為氟利昂:freon，俗稱雪種的致冷劑。常用的一種為二氟二氯甲烷()，是一種無(wú)色無(wú)臭無(wú)毒的氣體，沸點(diǎn)為29。 氟利昂在氣體狀態(tài)時(shí)，被壓縮器加壓加壓后，經(jīng)

9、喉管流到電冰箱背部的冷凝器，借散熱片散熱(物質(zhì)被壓縮后，溫度就會(huì)升高)后，冷凝而成液體。 液體的氟里昂進(jìn)入蒸發(fā)器的活門(mén)之后，由于脫離了壓縮器的壓力，就立即化為蒸汽，同時(shí)向電冰箱內(nèi)的空氣和食物等吸取汽化潛熱(latentheatofvaporization)，引致冰箱內(nèi)部冷卻。 汽化后的氟里昂又被壓縮器壓回箱外的冷凝器散熱，再變?yōu)橐后w，如此循環(huán)不息，把冰箱內(nèi)的熱能泵到箱外。 電冰箱門(mén)上的星標(biāo)想一想: （星標(biāo)的數(shù)目代表不同的溫度范圍。溫度對(duì)冰箱中食物的儲(chǔ)藏時(shí)期又有怎樣的關(guān)系呢？） 電冰箱內(nèi)有恒溫器(thermostat)，以控制電源的斷續(xù)，使箱內(nèi)溫度保持在一定的范圍內(nèi)，以免過(guò)冷而耗電。雙門(mén)的電冰箱

10、，門(mén)上有星形標(biāo)志，以表示冷凝格(freezercompartment)的溫度等級(jí)。 1顆星：表示溫度不高于6，食物可貯藏十天。 2顆星：表示溫度不高于12，食物約可貯藏一個(gè)月。 3顆星：表示溫度不高于18，食物約可貯藏三個(gè)月。 4顆星：表示溫度不高于20，食物約可貯藏三個(gè)月外，還可以凍結(jié)鮮食物。 （高空的氣溫很低。噴氣式客機(jī)在約一萬(wàn)公尺的空中飛行。機(jī)外的氣溫約為-40。軍用噴氣式飛機(jī)飛得更高，機(jī)外的氣溫也更低。這樣低溫的空氣，其中的水蒸氣一定會(huì)凝結(jié)嗎？） 在晴空中，有時(shí)會(huì)見(jiàn)到一條長(zhǎng)白帶。盡人皆知這白帶是噴氣式飛機(jī)過(guò)后所造成的。但噴氣式飛機(jī)噴出的是黑煙，為什么會(huì)形成白帶呢P在晴天，由于大氣沒(méi)有云

11、層阻隔，大氣的熱能較容易向太空散失，故晴空的氣溫較陰天為低。氣溫往往低于水汽凝結(jié)的溫度。但水汽要凝結(jié)為水，必須有固體微粒作為核心正如塵埃是霧的核心一樣。 當(dāng)噴氣式飛機(jī)飛過(guò)后，就在路程上留下大量的煙粒(碳粒)，這些煙粒正好作為水汽凝結(jié)的核心，于是就形成一道霧帶。這霧帶把陽(yáng)光反射，就形成光亮的白霧帶了。毛細(xì)現(xiàn)象 高一五班 魏金星浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)在潔凈的玻璃板上放一滴水銀，它能夠滾來(lái)滾去而不附著在玻璃板上.把一塊潔凈的玻璃板浸入水銀里再取出來(lái)，玻璃上也不附著水銀.這種液體不附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn).對(duì)玻璃來(lái)說(shuō)，水銀是不浸潤(rùn)液體. 在潔凈的玻璃上放一滴水，它會(huì)附著在玻璃板上形成薄層.把一塊潔凈的玻

12、璃片浸入水中再取出來(lái)，玻璃的表面會(huì)沾上一層水.這種液體附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做浸潤(rùn).對(duì)玻璃來(lái)說(shuō)，水是浸潤(rùn)液體. 同一種液體，對(duì)一種固體來(lái)說(shuō)是浸潤(rùn)的，對(duì)另一種固體來(lái)說(shuō)可能是不浸潤(rùn)的.水能浸潤(rùn)玻璃，但不能浸潤(rùn)石蠟.水銀不能浸潤(rùn)玻璃，但能浸潤(rùn)鋅. 把浸潤(rùn)液體裝在容器里，例如把水裝在玻璃燒杯里，由于水浸潤(rùn)玻璃，器壁附近的液面向上彎曲(圖1甲),把不浸潤(rùn)液體裝在容器里,例如把水銀裝在玻璃管里，由于水銀不浸潤(rùn)玻璃，器壁附近的液面向下彎曲(圖1乙).在內(nèi)徑較小的容器里，這種現(xiàn)象更顯著，液面形成凹形或凸形的彎月面. 毛細(xì)現(xiàn)象把幾根內(nèi)徑不同的細(xì)玻璃管插入水中,可以看到,管內(nèi)的水面比容器里的水面高，管子的內(nèi)徑越

13、小,里面的水面越高（圖2甲）.把這些細(xì)玻璃管插入水銀中,發(fā)生的現(xiàn)象正好相反,管子里的水銀面比容器里的水銀面低，管子的內(nèi)徑越小,里面的水銀面越低（圖2乙）.浸潤(rùn)液體在細(xì)管里升高的現(xiàn)象和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里降低的現(xiàn)象,叫做毛細(xì)現(xiàn)象.能夠產(chǎn)生明顯毛細(xì)現(xiàn)象的管叫做毛細(xì)管. 液體為什么能在毛細(xì)管內(nèi)上升或下降呢?我們已經(jīng)知道,液體表面類似張緊的橡皮膜,如果液面是彎曲的,它就有變平的趨勢(shì).因此凹液面對(duì)下面的液體施以拉力，凸液面對(duì)下面的液體施以壓力.浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中的液面是凹形的,它對(duì)下面的液體施加拉力,使液體沿著管壁上升,當(dāng)向上的拉力跟管內(nèi)液柱所受的重力相等時(shí),管內(nèi)的液體停止上升，達(dá)到平衡.同樣的分析也可以

14、解釋不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管內(nèi)下降的現(xiàn)象. 在自然界和日常生活中有許多毛細(xì)現(xiàn)象的例子.植物莖內(nèi)的導(dǎo)管就是植物體內(nèi)的極細(xì)的毛細(xì)管,它能把土壤里的水分吸上來(lái).磚塊吸水、毛巾吸汗、粉筆吸墨水都是常見(jiàn)的毛細(xì)現(xiàn)象.在這些物體中有許多細(xì)小的孔道,起著毛細(xì)管的作用. 混響是怎么回事 高一五班 潘曉偉聲波在室內(nèi)傳播時(shí)，要被墻壁、天花板、地板等障礙物反射，每反射一次都要被障礙物吸收一些這樣，當(dāng)聲源停止發(fā)聲后，聲波在室內(nèi)要經(jīng)過(guò)多次反射和吸收，最后才消失，我們就感覺(jué)到聲源停止發(fā)聲后聲音還繼續(xù)一段時(shí)間這種現(xiàn)象叫做混響，這段時(shí)間叫做混響時(shí)間混響時(shí)間的長(zhǎng)短是音樂(lè)廳、劇院、禮堂等建筑物的重要聲學(xué)特性 對(duì)講演廳來(lái)說(shuō)，混響時(shí)間不能太

15、長(zhǎng)我們平時(shí)講話，每秒鐘大約發(fā)出23個(gè)單字，假定發(fā)出兩個(gè)單字“物理”，設(shè)想混響時(shí)間是3秒，那么，在發(fā)出“物”字的聲音之后，雖然聲強(qiáng)逐漸減弱，但還要持續(xù)一段時(shí)間(3秒)，在發(fā)出“理”字的聲音的時(shí)刻,“物”字的聲強(qiáng)還相當(dāng)大因而兩個(gè)單字的聲音混在一起，什么也聽(tīng)不清楚了.但是,混響時(shí)間也不能太短，太短則響度不夠，也聽(tīng)不清楚因此需要選擇一個(gè)最佳混響時(shí)間北京科學(xué)會(huì)堂有一個(gè)學(xué)術(shù)報(bào)告廳，混響時(shí)間為1秒 不同用途的廳堂，最佳混響時(shí)間也不相同，一般來(lái)說(shuō)，音樂(lè)廳和劇場(chǎng)的最佳混響時(shí)間比講演廳要長(zhǎng)些，而且因情況不同而不同輕音樂(lè)要求節(jié)奏鮮明，混響時(shí)間要短些，交響樂(lè)的混響時(shí)間可以長(zhǎng)些難于聽(tīng)懂的劇種如昆曲之類，混響時(shí)間一長(zhǎng)，就

16、更難于聽(tīng)懂.節(jié)奏較慢而偏于抒情的劇種，混響時(shí)間則可以長(zhǎng)些總之，要有一定的、恰當(dāng)?shù)幕祉憰r(shí)間，才能把演奏和演唱的感情色彩表現(xiàn)出來(lái)，收到應(yīng)有的藝術(shù)效果北京“首都劇場(chǎng)”的混響時(shí)間，坐滿觀眾時(shí)為1.36秒，空的時(shí)候是3.3秒這是因?yàn)闈M座時(shí)，吸收聲音的物體多了，所以混響時(shí)間縮短，上面所說(shuō)的最佳混響時(shí)間是指滿座時(shí)的混響時(shí)間高級(jí)的音樂(lè)廳或劇場(chǎng)，為了滿足不同的要求，需要人工調(diào)節(jié)混響時(shí)間其中一種辦法是改變廳堂的吸聲情況在廳堂內(nèi)安裝一組可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱體，柱面的一半是反射面，反射強(qiáng)、吸收少；另一半是吸聲面，反射弱、吸收多把反射面轉(zhuǎn)到廳堂的內(nèi)表面，混響時(shí)間就變長(zhǎng)；反之，把吸收面轉(zhuǎn)到廳堂的內(nèi)表面，混響時(shí)間就變短 高水平的

17、音樂(lè)會(huì)都不使用擴(kuò)音設(shè)備,為的是使聽(tīng)眾直接聽(tīng)到舞臺(tái)上的聲音.為了讓全場(chǎng)聽(tīng)眾都能聽(tīng)到較強(qiáng)的聲音,音樂(lè)廳的天花板上掛著許多反射板,這些反射板的大小、形狀、安放位置和角度都經(jīng)過(guò)精確設(shè)計(jì),以便把舞臺(tái)上的聲音反射到音樂(lè)廳的各個(gè)角落. 處理好不同建筑物的聲響效果，取得好的音質(zhì)，這是一門(mén)很重要的學(xué)問(wèn)，叫做建筑聲學(xué)上面介紹的混響只是其中的一個(gè)方面，希望能引起同學(xué)們對(duì)聲學(xué)的興趣，鉆研這門(mén)與我們生活關(guān)系密切的科學(xué)噪 聲 的作用高一六班 郭子希噪聲一向?yàn)槿藗兯鶇拹?。但是，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們也能利用噪聲造福人類。 噪聲除草 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，不同的植物對(duì)不同的噪聲敏感程度不一樣。根據(jù)這個(gè)道理，人們制造出噪聲除草器。

18、這種噪聲除草器發(fā)出的噪聲能使雜草的種子提前萌發(fā)，這樣就可以在作物生長(zhǎng)之前用藥物除掉雜草，用“欲擒故縱”的妙策，保證作物的順利生長(zhǎng)。 噪聲診病 美妙、悅耳的音樂(lè)能治病，這已為大家所熟知。但噪聲怎么能用于診病呢？最近，科學(xué)家制成一種激光聽(tīng)力診斷裝置，它由光源、噪聲發(fā)生器和電腦測(cè)試器三部分組成。使用時(shí)，它先由微型噪聲發(fā)生器產(chǎn)生微弱短促的噪聲，振動(dòng)耳膜，然后微型電腦就會(huì)根據(jù)回聲，把耳膜功能的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，供醫(yī)生診斷。它測(cè)試迅速，不會(huì)損傷耳膜，沒(méi)有痛感，特別適合兒童使用。此外，還可以用噪聲測(cè)溫法來(lái)探測(cè)人體的病灶。 有源消聲 通常所采用的三種降噪措施，即在聲源處降噪、在傳播過(guò)程中降噪及在人耳處降噪，都是消

19、極被動(dòng)的。為了積極主動(dòng)地消除噪聲，人們發(fā)明了“有源消聲”這一技術(shù)。它的原理是：所有的聲音都由一定的頻譜組成，如果可以找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣，只是相位剛好相反（相差180°），就可以將這噪聲完全抵消掉。關(guān)鍵就在于如何得到那抵消噪聲的聲音。實(shí)際采用的辦法是：從噪聲源本身著手，設(shè)法通過(guò)電子線路將原噪聲的相位倒過(guò)來(lái)。由此看來(lái)，有源消聲這一技術(shù)實(shí)際上是“以毒攻毒”。生活中的光學(xué)現(xiàn)象 高一六班 劉早人是怎樣看見(jiàn)物體的？古人很早就思考過(guò)這個(gè)問(wèn)題，提出過(guò)一些猜測(cè)。有人認(rèn)為是眼睛發(fā)出光線，這些光線碰上物體，人才看見(jiàn)那些物體。還有人認(rèn)為眼睛發(fā)出觸須那樣的東西，通過(guò)觸摸而看到物體。這

20、些看法都是錯(cuò)誤的，但它說(shuō)明人的認(rèn)識(shí)是不斷進(jìn)步的。 公元11世紀(jì)，阿拉伯科學(xué)家伊本?海塞本糾正了上述看法。他認(rèn)為光線是從火焰或太陽(yáng)發(fā)出，射到物體上，被物體反射后進(jìn)入人眼，人因此而看到物體。 現(xiàn)在我們知道，人眼就好像一架照相機(jī)。當(dāng)發(fā)光物體發(fā)出的光或不發(fā)光物體反射的光進(jìn)入眼睛，通過(guò)眼睛的折光部分在眼的視網(wǎng)膜上形成物體倒立的像，然后通過(guò)神經(jīng)系統(tǒng)傳到大腦，產(chǎn)生視覺(jué)，人就看到了物體。照相用閃光燈照相用的閃光燈利用電容器的充放電來(lái)工作。閃光燈管工作的時(shí)間很短，大約只有(1/1000)s，工作電流卻很大，可達(dá)數(shù)百安培，一般小型電源難以應(yīng)付。電容器可以解決這個(gè)問(wèn)題。閉合閃光燈開(kāi)關(guān)后，電源以較小的電流用較長(zhǎng)的時(shí)間

21、為電容器充電，攝影時(shí)電容器通過(guò)閃光燈管迅速放電，發(fā)出耀眼的白光。 閃光燈用過(guò)一次之后要過(guò)幾秒鐘才能再次閃光，這段時(shí)間就是電容器的充電時(shí)間。 天空的顏色與大氣污染自然界中絢麗多彩的晚霞和日出東方時(shí)的壯麗景象是任何一位藝術(shù)家都難以描繪的。但是很少有人知道，我們目睹的大部分顏色是污染造成的。城市的落日和空氣清新的鄉(xiāng)村落日是不同的。 在非常潔凈、未受污染的大氣中，落日的顏色特點(diǎn)鮮明。太陽(yáng)是燦爛的黃色，同時(shí)鄰近的天空呈現(xiàn)出橙色和黃色。當(dāng)落日緩緩地消失在地平線下面時(shí)，天空的顏色逐漸從橙色變?yōu)樗{(lán)色。即使太陽(yáng)消失以后，貼近地平線的云層仍會(huì)繼續(xù)反射著太陽(yáng)的光芒。因?yàn)樘炜盏乃{(lán)色和云層反射的紅色太陽(yáng)光融合在一起，所

22、以較高天空中的薄云呈現(xiàn)出紅紫色。幾分鐘后，天空充滿了淡淡的藍(lán)色，它的顏色逐漸加深，向高空延展。但在一個(gè)高度工業(yè)化的區(qū)域，當(dāng)污染物以微粒的形式懸浮在空中時(shí)，天空的顏色就截然不同了。圓圓的太陽(yáng)呈現(xiàn)出桔紅色，同時(shí)天空一片暗紅。紅色明暗的不同反映著污染物的厚度。有時(shí)落日以后，兩邊的天空出現(xiàn)兩道寬寬的顏色，地平線附近是暗紅色的，而它的上方是暗藍(lán)色。當(dāng)污染格外嚴(yán)重時(shí)，太陽(yáng)看上去就像一只暗紅色的圓盤(pán)。甚至在它達(dá)到地平線之前，它的顏色就會(huì)逐漸褪去。 為什么在潔凈的空氣中太陽(yáng)呈現(xiàn)出黃色，同時(shí)天空呈現(xiàn)出藍(lán)色呢?在19世紀(jì)末期，英國(guó)物理學(xué)家瑞利在1871年首先對(duì)此作出了解釋。在地球表面的人是透過(guò)經(jīng)空氣散射的太陽(yáng)光來(lái)

23、看天空的。在潔凈的、未受污染的大氣中，大部分的散射是空氣中的分子(主要是氧和氮分子)引起的，這些分子的大小比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)要小得多。瑞利理論指出，散射光強(qiáng)和波長(zhǎng)的四次方成反比()，在這種情況下，散射主要影響波長(zhǎng)較短的光。因?yàn)樗{(lán)色位于光譜的后面，所以天空本身呈現(xiàn)出藍(lán)色。太陽(yáng)光直接穿透空氣，在散射過(guò)程中它失去許多藍(lán)色，所以太陽(yáng)本身呈現(xiàn)出燦爛的黃色。 根據(jù)瑞利的理論，當(dāng)光波波長(zhǎng)減少時(shí)，散射的程度急劇加強(qiáng)。所以光波波長(zhǎng)最短的紫色光應(yīng)該散射最強(qiáng)，靛青、藍(lán)色和綠色的光散射要少得多。那么為什么我們看見(jiàn)的是藍(lán)天，而不是紫色和靛色的天空呢?原來(lái)當(dāng)散射光穿過(guò)空氣時(shí)，吸收使它喪失了許多能量，波長(zhǎng)很短的紫光和靛光雖然在

24、穿過(guò)空氣時(shí)，散射很強(qiáng)烈，但同時(shí)它們也被空氣強(qiáng)烈地吸收，陽(yáng)光到達(dá)地面時(shí)，所剩的紫色和靛色的散射并不多。我們所目睹的天空顏色是光譜中藍(lán)色附近顏色的混合色，它們呈現(xiàn)出來(lái)的就是蔚藍(lán)天空的顏色。 除了散射外，太陽(yáng)光還被空氣中的臭氧分子和水蒸氣所吸收。因?yàn)榭諝鈱由⑸浜臀盏墓餐饔?，最終到達(dá)地面的太陽(yáng)光消耗了許多能量。正因?yàn)樵绯亢桶恚?yáng)光經(jīng)過(guò)空氣的路程長(zhǎng)，能量損失過(guò)多，所以我們可以欣賞壯麗日出和美麗的日落景色。而在白天，陽(yáng)光在大氣中經(jīng)過(guò)的路程短，它的能量損失少，這時(shí)用肉眼直視太陽(yáng)會(huì)使人頭暈?zāi)垦?，是很危險(xiǎn)的。 在太陽(yáng)剛剛落山前，你會(huì)看到太陽(yáng)圓盤(pán)的周?chē)幸蝗N爛的紅色光環(huán)。這個(gè)光環(huán)是太陽(yáng)光被遠(yuǎn)大于空氣分子

25、的灰塵顆粒通常它們是懸浮在地球附近空中的折射的結(jié)果。這個(gè)光環(huán)看上去從太陽(yáng)圓盤(pán)的中心向外延伸了大約3倍。因?yàn)楣猸h(huán)延伸的角度取決于光波波長(zhǎng)和微粒的大小，所以估計(jì)折射的顆粒直徑大約為塵埃顆粒的大小。如果一陣大雨在落日前清洗了一遍空氣的話，在落日時(shí)通常就看不到這個(gè)光環(huán)。瑞利未能明確地解釋受污染的空氣問(wèn)題。雖然他的理論指出了光的散射強(qiáng)度將隨著散射顆粒的增大而急劇增強(qiáng)，但它只適用于比光波波長(zhǎng)小得多的微粒，對(duì)于直徑超過(guò)0.025毫米的顆粒（例如空氣分子）就不適用了。在當(dāng)今的工業(yè)社會(huì)，污染物通常是懸浮的微粒，它們由直徑從0.01到10毫米不等的微粒組成。瑞利的理論不能解釋這種情況。后來(lái)，戈什塔夫·米

26、證明了大粒子的散射取決于粒子線度與波長(zhǎng)的比值，并于1908年提出了一個(gè)更為普遍的理論，它所覆蓋的顆粒大小范圍更大。這個(gè)理論指出，如果空氣中有足夠大的顆粒，它們將決定散射的情況。米氏的散射理論可以解釋我們看見(jiàn)的城市天空的景象，顆粒越大，散射越多，同時(shí)散射的效果取決于波長(zhǎng)。散射不僅在光譜的藍(lán)色區(qū)域強(qiáng)烈，而且在綠色到黃色部分也很強(qiáng)。 所以，穿過(guò)了受到很多污染的空氣層的太陽(yáng)光的強(qiáng)度削弱了許多，太陽(yáng)看上去更紅一些，它已經(jīng)失去它的藍(lán)色、黃色和綠色成分。除了散射外，像臭氧和水蒸汽還會(huì)額外地吸收光能。結(jié)果圓圓的太陽(yáng)呈現(xiàn)出黯淡、桔紅的顏色。那么在受污染的空氣中，天空本身的顏色又如何呢?懸浮在空中的污染物，時(shí)間一

27、久便會(huì)聚集成層，較大的顆粒在地面附近形成了較濃密層。當(dāng)太陽(yáng)光穿透這些層時(shí)，它逐漸褪色，呈現(xiàn)出桔紅色。散射的光失去了大量波長(zhǎng)較短的光波，結(jié)果主要是紅光得以穿透。天空呈現(xiàn)出暗紅色；因?yàn)樯⑸涞募t光要穿過(guò)空氣層中較低的、愈來(lái)愈濃密的空氣，所以在地球表面附近紅色越來(lái)越濃。你所看到的落日的類型主要取決于你所處的地方。在地面上，落日的亮度和顏色取決于季節(jié)和當(dāng)?shù)孛刻斓拇髿鉅顩r。人在高處所看見(jiàn)的日出和日落的景色完全不同。有時(shí)日落后，站在平臺(tái)上的觀察者能看到貼近兩面地平線的一小部分空氣散射的陽(yáng)光。 日出時(shí)，在太陽(yáng)升起之前，散射的光便可以看見(jiàn)，而對(duì)于落日而言，天空的顏色取決于大氣狀況。日出之前天空中呈現(xiàn)的鮮艷的顏色

28、，例如橙黃色、紫色和深藍(lán)色，表明東面的大氣相對(duì)而言沒(méi)受污染。一旦太陽(yáng)升起來(lái)，大部分天空變成了藍(lán)色，只有在貼近地面的部分呈現(xiàn)出一段狹窄的橙色和黃色。 傍晚的天空能揭示出大氣受污染的情況。天然的“污染”也會(huì)影響天空顏色，尤其是火山噴發(fā)出的大量的灰塵、熱氣體和水蒸汽進(jìn)入大氣時(shí)?；覊m的顆粒和其他一些微粒最終在離地面15千米到20千米之間的地方聚集成層。這個(gè)空氣層散射太陽(yáng)光的效果格外明顯，絢麗多彩，太陽(yáng)呈現(xiàn)出藍(lán)色或綠色，尤其是在黃昏時(shí)分，火山噴發(fā)幾年之后還能看到這種景象。 這些引人入勝的景色并不能彌補(bǔ)污染的危害，無(wú)論污染是天然的還是人為的。但至少污染物顆粒通過(guò)絢麗多彩的天空顏色的微妙變化顯示了它們的存在

29、。城市日落一旦出現(xiàn)暗紅色，那便是對(duì)我們的警告。我們應(yīng)當(dāng)禁止污染物排入大氣，只有這樣，才能保證我們的子孫后代能夠繼續(xù)欣賞到明朗的天空。 肥皂泡為什么總是先上升后下降 高一六班 單振武日常生活中，我們?？吹揭恍┬∨笥汛捣试砼?，一個(gè)個(gè)小肥皂泡從吸管中飛出，在陽(yáng)光的照耀下，發(fā)出美麗的色彩。此時(shí)，小朋友們沉浸在歡樂(lè)和幸福之中，我們大人也常希望肥皂泡能飄浮于空中，形成一道美麗的風(fēng)景。但我們常常是看到肥皂泡開(kāi)始時(shí)上升，隨后便下降，這是為什么呢? 這個(gè)過(guò)程和現(xiàn)象，我們只要留心想一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它其中包含著豐富的物理知識(shí)。在開(kāi)始的時(shí)候，肥皂泡里是從嘴里吹出的熱空氣，肥皂膜把它與外界隔開(kāi)，形成里外兩個(gè)區(qū)域，里面的

30、熱空氣溫度大于外部空氣的溫度。此時(shí)，肥皂泡內(nèi)氣體的密度小于外部空氣的密度，根據(jù)阿基米德原理可知，此時(shí)肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它會(huì)上升。這個(gè)過(guò)程就跟熱氣球的原理是一樣的。 隨著上升過(guò)程的開(kāi)始和時(shí)間的推移，肥皂泡內(nèi)、外氣體發(fā)生熱交換，內(nèi)部氣體溫度下降，因熱脹冷縮，肥皂泡體積逐步減小，它受到的外界空氣的浮力也會(huì)逐步變小，而其受到的重力不變，這樣，當(dāng)重力大于浮力時(shí)，肥皂泡就會(huì)下降。 失重和宇宙開(kāi)發(fā)高一六班 葛遠(yuǎn)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

31、時(shí)刻改變的，因而具有加速度，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，人類能夠利用失重的條件做些什么嗎?下面舉幾個(gè)事例，將

32、會(huì)幫助你思考這里所舉的事例，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)

33、金屬中，凝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卸谔罩械摹皯腋∫睙挕保窃谑е貤l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

34、條件下，晶體的生長(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 生活中的物理小知識(shí) 高一六班 維一三線插頭是不是三相插頭為什么電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱等家用電器，大多用三線插頭？這是不是三相插頭？ 三相電是指三根不同相的火線，它們每?jī)筛€之間的電壓都是380伏。一般用于動(dòng)力系統(tǒng)。而家用電器一般采用單相電源供電，其三根線是火線、零線（中性線）和地線，火線和零線之間的電壓是220伏，所以這不是三相電。它的插頭和插座也不是三相插頭和插座（而是單相三孔插座）。多了一根地線，為的是保障安全（在中性點(diǎn)不接地

35、系統(tǒng)中，可采用保護(hù)接地；而在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中，則必須采用保護(hù)接零）。家用電器一般有一個(gè)功率不大的電動(dòng)機(jī)，它在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)常處于微小振動(dòng)狀態(tài)，線圈與電動(dòng)機(jī)殼之間的絕緣很容易破壞而造成漏電。地線的作用是將漏電引導(dǎo)入地，從而保障安全。另外，線圈與電動(dòng)機(jī)之間的分布電容所形成的感應(yīng)電流，也能通過(guò)地線引導(dǎo)入地。 不過(guò)，家用電器的用電安全問(wèn)題，有待電器行業(yè)和建筑部門(mén)共同研究，才能徹底解決。利用發(fā)光二極管種植蔬菜日本一家大型化學(xué)公司開(kāi)發(fā)出一種利用發(fā)光二極管種植蔬菜的新技術(shù)。試驗(yàn)證實(shí)：用發(fā)光二極管種出的蔬菜比露天種出的蔬菜營(yíng)養(yǎng)更豐富，口味也更好。 據(jù)介紹，發(fā)光二極管的外殼以塑料制成，長(zhǎng)約1厘米，直徑為0.6厘米0.

36、7厘米，外形如同中藥膠囊，由于里面裝有以半導(dǎo)體化合物為原料的發(fā)光體，故通電后即會(huì)像燈泡一樣發(fā)光。以往的“蔬菜工廠”是為陽(yáng)光不足地區(qū)也能種菜設(shè)立的，一般用日光燈代替太陽(yáng)。而發(fā)光二極管顯然比日光燈甚至陽(yáng)光更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榭砂l(fā)出紅、藍(lán)、綠、白等不同顏色的光，種植者只要對(duì)不同的色光作適當(dāng)調(diào)整以便更高效地生產(chǎn)蔬菜。如，紅光可使作物光合作用更為活躍，藍(lán)光可使蘿卜等作物根部變大。利用對(duì)不同色光照射時(shí)間的調(diào)整，不僅可縮短作物的生長(zhǎng)期，而且可使作物個(gè)頭更大，從而大大提高了產(chǎn)量。此外，蔬菜中糖份和維生素的含量也會(huì)根據(jù)光線顏色的不同和照射時(shí)間的長(zhǎng)短出現(xiàn)變化。如：生菜只要多照紅光，光合作用就會(huì)活躍起來(lái)，所含糖份隨之增加

37、，味道也會(huì)變得較甜；而大多數(shù)蔬菜照射較長(zhǎng)時(shí)間紅光，所含維生素都會(huì)增加。掌握了這一規(guī)律，種植者便不難對(duì)所種蔬菜的營(yíng)養(yǎng)成分和口味作調(diào)整。 目前，發(fā)光二極管價(jià)格雖仍偏高，但耗電量很低，壽命也長(zhǎng)（約在5萬(wàn)小時(shí)以上），故汽車(chē)剎車(chē)燈、紅綠交通燈等也紛紛開(kāi)始改用發(fā)光二極管。專家們預(yù)測(cè)，隨著發(fā)光二極管制作成本的逐步降低，它必將在更多領(lǐng)域發(fā)揮積極作用。 兩則物理小知識(shí) 高一七班 鄭澤中1. 為什么罐裝的自動(dòng)噴劑噴了一會(huì)罐身會(huì)變涼想一想: 液體變?yōu)闅怏w而得不到外界能量補(bǔ)充時(shí)，它的溫度會(huì)怎樣？ 化裝品或殺蟲(chóng)劑之類的自動(dòng)噴劑，當(dāng)噴了一會(huì)之后，罐身就會(huì)變涼。這類罐裝的噴劑，都含有產(chǎn)生壓力的物質(zhì)，叫做二氟二氯甲烷(CCl

38、2F2)的物質(zhì)。它也是冰箱和冷氣機(jī)的主要材料，商業(yè)的名稱為氟利昂(freon)，俗稱雪種。 氟利昂在大氣壓下是一種無(wú)色無(wú)臭無(wú)毒的氣體(但會(huì)破壞大氣的臭氧層，增加有害紫外線的入侵)，但壓在罐內(nèi)就變?yōu)橐后w。 當(dāng)按下噴罐按鈕后，罐內(nèi)氣壓降低，氟利昂就有一部分變?yōu)闅怏w，產(chǎn)生壓力，把化裝品或殺蟲(chóng)水噴射出來(lái)。由于液體化為氣體要吸收汽化潛熱(latentheatofvaporization)，故筒內(nèi)液體的內(nèi)能減少，溫度就降低了。石油氣用久了，罐身溫度也會(huì)降低，道理和上述相同。2. 大雪后為什么很寂靜在冬天，一場(chǎng)大雪過(guò)后，人們會(huì)感到外面萬(wàn)籟俱靜。這是怎么回事?難道是人為的活動(dòng)減少了嗎?那么，為什么在雪被人踩過(guò)

39、后，大自然又恢復(fù)了以前的喧囂？原來(lái)，剛下過(guò)的雪是新鮮蓬松的。它的表面層有許多小氣孔。當(dāng)外界的聲波傳入這些小氣孔時(shí)便要發(fā)生反射。由于氣孔往往是內(nèi)部大而口徑小。所以，僅有少部分波的能量能通過(guò)出口反射回來(lái)，而大部分的能則被吸收掉了。從而導(dǎo)致自然界聲音的大部分能均被這個(gè)表面層吸收，故出現(xiàn)了萬(wàn)籟俱寂的場(chǎng)面。 而雪被人踩過(guò)后，情況就大不相同了。原本新鮮蓬松的雪就會(huì)被壓實(shí)，從而減小了對(duì)聲波能量的吸收。所以，自然界便又恢復(fù)了往日的喧囂。多孔的凍豆腐 高一七班 王志龍寒冷的冬天，吃上一碗熱乎乎的“凍豆腐”，那真算得上是一種別具風(fēng)味的美菜呢！ 豆腐本來(lái)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

40、的內(nèi)部有無(wú)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4時(shí)，它的密度最大，體積最??；到0時(shí)，結(jié)成了冰，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以下時(shí)，里面的水分結(jié)成冰，原來(lái)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(guò)烹調(diào)，這些孔洞里都灌進(jìn)了湯汁，吃起來(lái)不但富有彈性，而且味道也格外鮮美可口。很早以前，我國(guó)人民就已經(jīng)懂得了冰凍膨脹的原理，并利用它來(lái)開(kāi)采石頭：冬天，他們?cè)趲r石縫里灌滿水，

41、讓水結(jié)冰膨大，把巨大的山石撐得四分五裂，很快就能采到大量的石料。 近年來(lái)，工業(yè)生產(chǎn)上出現(xiàn)了一種巧妙的新工藝“冰凍成型”，也是冰凍膨脹原理的應(yīng)用。辦法是：根據(jù)零件的形狀，用強(qiáng)度很大的金屬，做一個(gè)凹形的陰模和一個(gè)凸形的陽(yáng)模，把要加工的金屬板放在兩個(gè)模的中間，在陽(yáng)模和密閉的外殼之間，灌滿4左右的水，然后把這個(gè)裝置冷卻到0以下。這時(shí)，由于水結(jié)冰，體積膨脹，所產(chǎn)生的巨大力量把陽(yáng)模壓向陰模，便把金屬板壓成一定形狀的部件了。 由于水在4時(shí)的密度最大，體積最小，水溫低于4時(shí)體積反而增大，所以，在4時(shí)水就不再上下對(duì)流了。因此，到了冬季，寒冷地區(qū)的江河湖海，表面上雖然結(jié)了厚厚的冰層，但下面水的溫度卻保持在4左右，

42、這就給水生物創(chuàng)造了生存的環(huán)境。 冰凍也會(huì)給人們帶來(lái)危害，它能使水缸凍破，把自來(lái)水管道凍裂因此，在冬季來(lái)臨的時(shí)候，要及時(shí)做好保暖防凍工作。 不祥的圣嬰厄爾尼諾“圣嬰”的由來(lái) 高一七班 苗壯厄爾尼諾是西班牙語(yǔ)，意為“圣嬰”，即上帝之子。厄爾尼諾現(xiàn)象是指赤道中東太平洋每隔幾年發(fā)生的一次大規(guī)模海水溫度異常增高現(xiàn)象。 “圣嬰”的老家在南太平洋的東岸，即南美洲的厄瓜多爾、秘魯?shù)葒?guó)的西部沿海。著名的秘魯寒流由南向北流經(jīng)這里，形成了世界著名的秘魯漁場(chǎng)，這里生產(chǎn)的魚(yú)類曾占世界海洋魚(yú)類總產(chǎn)量的左右。但是每隔年，秘魯漁場(chǎng)便發(fā)生一次由于海水溫度異常升高而造成的海洋生物浩劫：魚(yú)死鳥(niǎo)亡，海獸它遷，漁業(yè)大幅度減產(chǎn)。這種現(xiàn)象

43、一般在圣誕節(jié)前后或稍后一二個(gè)月出現(xiàn)，因此秘魯人稱此為“厄爾尼諾”，即“圣嬰”。除了秘魯西海岸之外，厄爾尼諾現(xiàn)象還可能在美國(guó)加里福尼亞、西南非洲、西澳大利亞等地的沿海發(fā)生，只是影響程度比較小一些，沒(méi)有引起人們的廣泛注意。 引起這一海洋生物災(zāi)難的是秘魯寒流北部海區(qū)的一股自西向東流動(dòng)的赤道逆流厄爾尼諾暖流，它一般勢(shì)力較弱，不會(huì)產(chǎn)生什么影響。在厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生的年份，它的活力增強(qiáng)，在受南美大陸的阻擋之后，就會(huì)掉頭流向南方秘魯寒流所在的地區(qū)，使這里的海水溫度驟然上升。原來(lái)生活在這一海區(qū)的冷水性浮游生物和魚(yú)類由于不適應(yīng)這種溫暖的環(huán)境而大量地死亡，以魚(yú)類作食物的海鳥(niǎo)、海獸因找不到食物而相繼餓死或另遷它處。災(zāi)

44、難最嚴(yán)重的幾天，秘魯首都利馬外港卡亞俄海面和灘地上到處是魚(yú)類、海鳥(niǎo)及其它海洋動(dòng)物的尸骸。死亡的動(dòng)物尸體腐爛產(chǎn)生硫化氫，致使海水變色，臭氣熏天，使泊港艦船的水下船殼變黑，并隨著霧氣或吹向大陸的海風(fēng)潑向港口附近的建筑物和汽車(chē)，在它們表面也涂上了一層黑色，就像是有人用油漆漆過(guò)一樣。當(dāng)?shù)厝吮惆堰@件厄爾尼諾的“涂鴉”之作稱為”卡亞俄漆匠”。 不祥的圣嬰 厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，由于海溫的異常增高，導(dǎo)致海洋上空大氣層氣溫升高，破壞了大氣環(huán)流原來(lái)正常的熱量、水汽等分布的動(dòng)態(tài)平衡。這一海氣變化往往伴隨著出現(xiàn)全球范圍的災(zāi)害性天氣：該冷不冷、該熱不熱，該天晴的地方洪澇成災(zāi)，該下雨的地方卻烈日炎炎焦土遍地。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)

45、厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，赤道太平洋中東部地區(qū)降雨量會(huì)大大增加，造成洪澇災(zāi)害，而澳大利亞和印度尼西亞等太平洋西部地區(qū)則干旱無(wú)雨。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，本世紀(jì)以來(lái)出現(xiàn)的厄爾尼諾現(xiàn)象已有次（包括最新一輪年的厄爾尼諾現(xiàn)象）。發(fā)生的季節(jié)并不固定，持續(xù)時(shí)間短的為半年，長(zhǎng)的一兩年。強(qiáng)度也不一樣，年那次較強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)兩年之久，使得災(zāi)害頻發(fā)，造成大約人死亡和至少億美元的財(cái)產(chǎn)損失。 同前幾次一樣，新一輪的厄爾尼諾現(xiàn)象也影響到了中國(guó)。最明顯的表現(xiàn)是它能使來(lái)自東南部海洋上的夏季風(fēng)強(qiáng)度減弱，造成夏季降雨帶的位置偏南，出現(xiàn)南方暴雨成災(zāi)、北方旱象嚴(yán)重的異?，F(xiàn)象。月期間，北方大部分地區(qū)都出現(xiàn)異常高溫，首都北京這一時(shí)期天氣悶熱異常，

46、使得空調(diào)器的銷(xiāo)售出現(xiàn)空前興旺的景象。我國(guó)往年夏季高溫所在地區(qū)長(zhǎng)江中下游一帶，重慶、武漢、南昌、南京四大“火爐”卻有兩個(gè)“熄火”。地處北方的山東等省份因持續(xù)高溫，出現(xiàn)了罕見(jiàn)的旱災(zāi)，黃河山東利津水文站斷流達(dá)天，嚴(yán)重影響了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的生活。與此同時(shí)，南方許多地區(qū)的雨量大大高于往年。據(jù)報(bào)道，澳門(mén)年全年前個(gè)月的降雨量超過(guò)了過(guò)去年的年平均降雨量；香港的降雨量也打破了有史以來(lái)的降水紀(jì)錄，“七一”香港回歸那天，持續(xù)不斷的大雨自始至終伴隨著隆重的交接儀式，令人印象深刻?？偟膩?lái)看，在厄爾尼諾現(xiàn)象的作用下，全國(guó)大部分地區(qū)冬季的溫度比正常年份高，南澇北旱現(xiàn)象比較明顯。 圣嬰之后有“女?huà)搿?在深入探索厄爾尼諾與氣

47、候變化的關(guān)系的過(guò)程中，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了與其性格相反的拉尼娜（）現(xiàn)象。有人稱之為圣嬰的邪惡妹妹“女?huà)搿?，雖然威力不及圣嬰，但也會(huì)給人類造成相當(dāng)傷害。拉尼娜現(xiàn)象也是每隔幾年出現(xiàn)一次，是東太平洋沿著赤道醞釀出的不正常低溫氣流，導(dǎo)致氣候異常。其發(fā)生頻率比厄爾尼諾現(xiàn)象低，上一次較強(qiáng)的情況發(fā)生在年間。年夏，北美的大干旱烤焦了從加里福尼亞到佐治亞的大片土地，使谷物收成減產(chǎn)了。美國(guó)西部森林火災(zāi)不斷，著名的黃石國(guó)家公園一度被大火所吞。隨后颶風(fēng)又從加勒比海上空呼嘯而過(guò)，侵害多數(shù)的中美洲國(guó)家，僅尼加拉瓜一國(guó)的損失就達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元，致使多人死亡，成千上萬(wàn)的人無(wú)家可歸。 年月厄爾尼諾現(xiàn)象才告結(jié)束，全球氣候尚未恢復(fù)正常，拉尼

48、娜現(xiàn)象又出來(lái)為患。令不少地方分別出現(xiàn)嚴(yán)寒、冬暖、風(fēng)雪、干旱和暴雨等災(zāi)害。從世界范圍來(lái)看，拉尼娜現(xiàn)象在南部非洲引起暴風(fēng)雨和洪災(zāi)，在肯尼亞和坦桑尼亞引起干旱，在菲律賓和印度尼西亞釀成洪災(zāi)，在南美洲的南部地區(qū)則是異常的潮濕天氣，與厄爾尼諾引起的現(xiàn)象正好相反。 引起科學(xué)家高度關(guān)注的是“圣嬰”與“女?huà)搿敝g的互動(dòng)關(guān)系，他們到現(xiàn)在才開(kāi)始對(duì)這對(duì)壞“兄妹”有了初步的了解。 扼住“厄魔”的咽喉自年以來(lái)，厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象把全球搞得“焦頭爛額”。“厄爾尼諾”和“拉尼娜”已不再是只有氣象學(xué)家和海洋學(xué)家才關(guān)注的名詞，不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同職業(yè)的人們似乎都在談?wù)撨@對(duì)邪惡的“兄妹”。 為扼住“厄魔”的咽喉，科學(xué)家在密

49、切監(jiān)視的同時(shí)加強(qiáng)了對(duì)其成因的研究。 究竟是什么造成了厄爾尼諾現(xiàn)象呢？科學(xué)家對(duì)此一直眾說(shuō)紛紜，難有定論。 一般認(rèn)為，厄爾尼諾現(xiàn)象是太平洋赤道帶大范圍內(nèi)海洋與大氣相互作用失去平衡而產(chǎn)生的一種氣候現(xiàn)象。在東南信風(fēng)的作用下，南半球太平洋大范圍內(nèi)海水被風(fēng)吹起，向西北方向流動(dòng)，致使澳大利亞附近洋面比南美洲西部洋面水位高出大約厘米。當(dāng)這種作用達(dá)到一定程度后，海水就會(huì)向相反方向流動(dòng)，即由西北向東南方向流動(dòng)。反方向流動(dòng)的這一洋流是一股暖流，即厄爾尼諾暖流，其盡頭為南美西海岸。受其影響，南美西海岸的冷水區(qū)變成了暖水區(qū)，該區(qū)域降水量也大大增加。厄爾尼諾現(xiàn)象的基本特征是：赤道太平洋中、東部海域大范圍內(nèi)海水溫度異常升高

50、，海水水位上漲。 近年來(lái)，一些科學(xué)家對(duì)厄爾尼諾現(xiàn)象的成因提出了不同的看法。 在探索厄爾尼諾現(xiàn)象形成機(jī)理的過(guò)程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這樣的巧合：年代到年代，是火山活動(dòng)的低潮期，也是世界大洋厄爾尼諾現(xiàn)象次數(shù)較少、強(qiáng)度較弱的時(shí)期；年代以后，世界各地的火山活動(dòng)進(jìn)入了活躍期，與此同時(shí)，大洋上厄爾尼諾現(xiàn)象次數(shù)也相應(yīng)增多，而且表現(xiàn)十分強(qiáng)烈。根據(jù)近百年的資料統(tǒng)計(jì)，左右的厄爾尼諾現(xiàn)象是在強(qiáng)火山爆發(fā)后一年半到兩年間發(fā)生的。這種現(xiàn)象引起了科學(xué)家的特別關(guān)注，有科學(xué)家就提出，是海底火山爆發(fā)造成了厄爾尼諾暖流。 近年來(lái)更多的研究發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾事件的發(fā)生與地球自轉(zhuǎn)速度變化有關(guān)，自年代以來(lái)，地球自轉(zhuǎn)速度破壞了過(guò)去年尺度的平均加速

51、度分布，一反常態(tài)呈年的波動(dòng)變化，一些較強(qiáng)的厄爾尼諾年平均發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)速度發(fā)生重大轉(zhuǎn)折年里，特別是自轉(zhuǎn)變慢的年份。地轉(zhuǎn)速率短期變化與赤道東太平洋海溫變化呈反相關(guān)，即地轉(zhuǎn)速率短期加速時(shí)，赤道東太平洋海溫降低；反之，地轉(zhuǎn)速率短期減慢時(shí)，赤道東太平洋海溫升高。這表明，地球自轉(zhuǎn)減慢可能是形成厄爾尼諾現(xiàn)象的主要原因。 分析指出，當(dāng)?shù)厍蜃晕飨驏|旋轉(zhuǎn)加速時(shí)，赤道帶附近自東向西流動(dòng)的洋流和信風(fēng)加強(qiáng)，把太平洋洋面暖水吹向西太平洋，東太平洋深層冷水勢(shì)必上翻補(bǔ)充，海面溫度自然下降而形成拉尼娜現(xiàn)象。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)減速時(shí)，“剎車(chē)效應(yīng)”使赤道帶大氣和海水獲得一個(gè)向東慣性力，赤道洋流和信風(fēng)減弱，西太平洋暖水向東流動(dòng)，東太平洋冷

52、水上翻受阻，因暖水堆積而發(fā)生海水增溫、海面抬高的厄爾尼諾現(xiàn)象。 這樣，根據(jù)地球自轉(zhuǎn)與熱帶海洋、大氣相互作用的理論機(jī)理，就可以對(duì)厄爾尼諾現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)。中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)鄭大偉課題組曾在年代末，用該理論機(jī)理首次在國(guó)際上分析預(yù)測(cè)到年年較強(qiáng)的厄爾尼諾事件，受到國(guó)際同行的關(guān)注和肯定。近年來(lái)，葉叔華院士領(lǐng)銜的國(guó)家攀登項(xiàng)目“現(xiàn)代地殼運(yùn)動(dòng)和地球動(dòng)力學(xué)”課題組，又成功地預(yù)測(cè)了年、年年厄爾尼諾事件的發(fā)生。年下半年召開(kāi)的一次全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議上，又在國(guó)內(nèi)天文學(xué)界率先報(bào)告了年將會(huì)出現(xiàn)新的厄爾尼諾事件的預(yù)測(cè)研究結(jié)果。而后，還利用衛(wèi)星海洋測(cè)高技術(shù)，成功地監(jiān)測(cè)到年厄爾尼諾事件的形成和發(fā)展過(guò)程。 歷史記錄顯示，自年至年的余年間共

53、發(fā)生次厄爾尼諾現(xiàn)象，平均年一次，而年代以來(lái)的最近幾年里竟出現(xiàn)了次（年年、年、年年、年年），實(shí)屬歷史罕見(jiàn)。而且，年代以來(lái)太平洋海溫長(zhǎng)期持續(xù)偏高，時(shí)起時(shí)伏的厄爾尼諾現(xiàn)象伴隨著全球氣溫持續(xù)異常，自然災(zāi)害特別是氣候巨災(zāi)頻發(fā)。這表明，近年來(lái)厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生有加快、加劇的趨勢(shì)。是誰(shuí)在助長(zhǎng)“圣嬰”、“女?huà)搿弊鲪海?人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，除了地震和火山爆發(fā)等人類無(wú)法阻止的純粹自然災(zāi)害之外，許多災(zāi)害的發(fā)生多多少少同人類的活動(dòng)有關(guān)?！疤鞛?zāi)八九是人禍”這個(gè)道理已被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)。那么肆虐全球的厄爾尼諾現(xiàn)象是否也受到人類活動(dòng)的影響呢？近些年厄爾尼諾現(xiàn)象頻頻發(fā)生、程度加劇，是否也同人類生存環(huán)境的日益惡化有一定關(guān)系？有科

54、學(xué)家從厄爾尼諾發(fā)生的周期逐漸縮短這一點(diǎn)推斷，厄爾尼諾的猖獗同地球溫室效應(yīng)加劇引起的全球變暖有關(guān)，是人類用自己的雙手，助長(zhǎng)了“圣嬰”作惡。當(dāng)然，要證明全球變暖對(duì)厄爾尼諾現(xiàn)象是否起了作用還需大量科學(xué)佐證。但厄爾尼諾現(xiàn)象頻繁發(fā)生的結(jié)果，也可能產(chǎn)生一個(gè)更溫暖的世界，這樣，是厄爾尼諾現(xiàn)象引起全球變暖，還是全球變暖加快厄爾尼諾現(xiàn)象的發(fā)生，就陷入了一個(gè)先有雞還是先有蛋的怪圈。 人類最終徹底走出“厄爾尼諾”怪圈，也許就取決于人類自己對(duì)自然的態(tài)度。年月日至日，來(lái)自世界各國(guó)的多名氣象專家聚集曼谷，研討對(duì)付“厄爾尼諾”的良策。科學(xué)家們認(rèn)為，在預(yù)測(cè)厄爾尼諾現(xiàn)象方面，人類已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。不少因“厄爾尼諾”造成的災(zāi)害

55、得到了較為準(zhǔn)確和及時(shí)的預(yù)測(cè)，使人類能夠未雨綢繆。科學(xué)家發(fā)出了這樣的呼吁：拯救大自然，也就是拯救人類自己。 無(wú)線電波的傳播 高一七班 孫玉琪波長(zhǎng)不同的電磁波有不同的傳播特性，這里只介紹無(wú)線電波的傳播。通常，無(wú)線電波有三種傳播方式：地波、天波和沿直線傳播的波。地波沿地球表面附近的空間傳播的無(wú)線電波叫地波(圖)。地面上有高低不平的山坡和房屋等障礙物，根據(jù)波的衍射特性，當(dāng)波長(zhǎng)大于或相當(dāng)于障礙物的尺寸時(shí)，波才能明顯地繞到障礙物的后面。地面上的障礙物一般不太大，長(zhǎng)波可以很好地繞過(guò)它們。中波和中短波也能較好地繞過(guò)，短波和微波由于波長(zhǎng)過(guò)短，繞過(guò)障礙物的本領(lǐng)就很差了。 地球是個(gè)良導(dǎo)體，地球表面會(huì)因地波的傳播引起

56、感應(yīng)電流，因而地波在傳播過(guò)程中有能量損失。頻率越高，損失的能量越多。所以無(wú)論從衍射的角度看還是從能量損失的角度看，長(zhǎng)波、中波和中短波沿地球表面可以傳播較遠(yuǎn)的距離，而短波和微波則不能。 地波的傳播比較穩(wěn)定，不受晝夜變化的影響，而且能夠沿著彎曲的地球表面達(dá)到地平線以外的地方，所以長(zhǎng)波、中波和中短波用來(lái)進(jìn)行無(wú)線電廣播。 由于地波在傳播過(guò)程中要不斷損失能量，而且頻率越高(波長(zhǎng)越短)損失越大，因此中波和中短波的傳播距離不大，一般在幾百千米范圍內(nèi)，收音機(jī)在這兩個(gè)波段一般只能收聽(tīng)到本地或鄰近省市的電臺(tái)。長(zhǎng)波沿地面?zhèn)鞑サ木嚯x要遠(yuǎn)得多，但發(fā)射長(zhǎng)波的設(shè)備龐大，造價(jià)高，所長(zhǎng)波很少用于無(wú)線電廣播，多用于超遠(yuǎn)程無(wú)線電通信和導(dǎo)航等。天波依靠電離層的反射來(lái)傳播的無(wú)線電波叫做天波(圖2)。什么是電離層呢？地球被厚厚的大氣層包圍著，在地面上空50千米到幾百千米的范圍內(nèi)，大氣中一部分氣體分子由于受到太陽(yáng)光的照射而丟失電子，即發(fā)生電離，產(chǎn)生帶正電的離子和自由電子，這層大氣就叫做電離層。 電離層對(duì)于不同波長(zhǎng)的電磁波表現(xiàn)出不同的特性。實(shí)驗(yàn)證明，波長(zhǎng)短于10m的微波能穿過(guò)電離層，波長(zhǎng)超過(guò)3000km的長(zhǎng)波，幾乎會(huì)被電離層全部吸收。對(duì)于中波、中短波、短波，波長(zhǎng)越短，電離層對(duì)它吸收得越少而反