趣味物理故事5

牛頓與萬有引力定律1661年，19歲的牛頓以減費生的身份進入劍橋大學三一學院，靠為學院做雜務的收入支付學費，1664年成為獎學金獲得者，1665年獲學士學位。

17世紀中葉，劍橋大學的教育制度還滲透著濃厚的中世紀經院哲學的氣味，當牛頓進入劍橋時，哪里還在傳授一些經院式課程，如邏輯、古文、語法、古代史、神學等等。兩年后三一學院出現(xiàn)了新氣象，盧卡斯創(chuàng)設了一個獨辟蹊徑的講座，規(guī)定講授自然科學知識，如地理、物理、天文和數(shù)學課程。”

由于牛頓在劍橋受到數(shù)學和自然科學的熏陶和培養(yǎng)，對探索自然現(xiàn)象產生濃厚的興趣，家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境又使得他的思想展翅飛翔。1665～1666年這段短暫的時光成為牛頓科學生涯中的黃金歲月，他在自然科學領域內思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過的問題，踏進了前人沒有涉及的領域，創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績。

1665年初，牛頓創(chuàng)立級數(shù)近似法,以及把任意冪的二項式化為一個級數(shù)的規(guī)則；同年11月，創(chuàng)立正流數(shù)法(微分)；次年1月，用三棱鏡研究顏色理論；5月，開始研究反流數(shù)法(積分)。這一年內，牛頓開始想到研究重力問題，并想把重力理論推廣到月球的運動軌道上去。他還從開普勒定律中推導出使行星保持在它們的軌道上的力必定與它們到旋轉中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是此時發(fā)生的軼事。

總之，在家鄉(xiāng)居住的兩年中，牛頓以比此后任何時候更為旺盛的精力從事科學創(chuàng)造，并關心自然哲學問題。他的三大成就：微積分、萬有引力、光學分析的思想都是在這時孕育成形的?？梢哉f此時的牛頓已經開始著手描繪他一生大多數(shù)科學創(chuàng)造的藍圖。

1667年復活節(jié)后不久，牛頓返回到劍橋大學，10月1日被選為三一學院的仲院侶(初級院委)，翌年3月16日獲得碩士學位，同時成為正院侶(高級院委)。1669年10月27日卡文迪許的科學貢獻一、生平簡介

卡文迪許(HenryCavendish,1731.10.10.～1810.3.10.)英國化學家、物理學家。公元1731年10月10日生于法國尼斯。1742—1748年他在倫敦附近的海克納學校讀書。1749—1753年期間在劍橋彼得豪斯學院求學。在倫敦定居后，卡文迪許在他父親的實驗室中當助手，做了大量的電學、化學研究工作。他的實驗研究持續(xù)達50年之久。1760年卡文迪許被選為倫敦皇家學會成員，1803年又被選為法國研究院的18名外籍會員之一。

公元1810年3月10日，卡文迪許在倫敦逝世，終身未婚。

二、科學貢獻

卡文迪許的才能是多方面的。1784年左右他研究了空氣的組成，發(fā)現(xiàn)普通空氣中氮占五分之四，氧占五分之一。他確定了水的成分，肯定了它不是元素而是化合物。他還發(fā)現(xiàn)了硝酸。

卡文迪許生前在物理學方面發(fā)表的論文為數(shù)極少，一直到麥克斯韋審閱整理并出版了他的手稿后，人們才知道他在電學方面作出了很多重要發(fā)現(xiàn)。他發(fā)現(xiàn)一對電荷間的作用力跟它們之間的距離平方成反比，這就是后來庫侖導出的庫侖定律內容的一部分；他提出每個帶電體的周圍有“電氣”，與電場理論很接近；卡文迪許演示了電容器的電容與插入平板中的物質有關；電勢的概念也是卡文迪許首先提出的，這對靜電理論的發(fā)展起了重要作用；他還提出了導體上的電勢與通過電流成正比的關系。

卡文迪許在熱學理論、計溫學、氣象學、大地磁學等方面都有研究。1798年他完成最后的實驗時，已年近七十。在物理學上他最主要的成就是通過扭秤實驗驗證了牛頓的萬有引力定律，確定了引力常數(shù)和地球平均密度。

推算地球密度：卡文迪許測量地球的密度是從求牛頓的萬有引力定律中的常數(shù)著手，再推算出地球密度。他的指導思想極其簡單，用兩個大鉛球使它們接近兩個小球。從懸掛小球的金屬絲的扭轉角度，測出這些球之間的相互引力。根據(jù)萬有引力定律，可求出常數(shù)G。根據(jù)卡文迪許的多次實驗，測算出地球的平均密度是水密度的5.481倍（現(xiàn)在的數(shù)值為5.517，誤差為14%左右），并確定了萬有引力常數(shù)（他測得的引力常數(shù)G是(6.754±0.041)×10-8達因·厘米2/克2，這個值同現(xiàn)代值(6.6732±0.0031)×10-8達因·厘米2/克2，相差無幾），計算出了地球的質量。被譽為第一個稱量地球的人。

卡文迪許驗證萬有引力定律的實驗采用自己設計的“扭秤”為工具，后人稱為著名的“卡文迪許實驗”。居里夫人與鐳的發(fā)現(xiàn)瑪麗婭·斯可羅多夫斯卡婭，即著名的居里夫人，被譽為“鐳的母親”。她1867年11月7日誕生于俄國沙皇侵略者統(tǒng)治下的波蘭首都華沙。父親是華沙高等學校的物理學教授，使她從小就對科學實驗發(fā)生了興趣。

1891年，她到巴黎繼續(xù)深造，獲得了兩個碩士學位。學業(yè)完成后，她本打算返回祖國為受奴役的波蘭人民服務，但是，與法國年輕物理學家皮埃爾?居里的相識，改變了她的計劃。1895年，她與皮埃爾結婚，1897年生了一個女兒，一個未來的諾貝爾獎金獲得者。

居里夫人注意到法國物理學家貝克勒爾的研究工作。自從倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之后，貝克勒爾在檢查一種稀有礦物質“鈾鹽”時，又發(fā)現(xiàn)了一種“鈾射線”，朋友們都叫它貝克勒爾射線。

貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的射線，引起了居里夫人極大興趣，射線放射出來的力量是從哪里來的？居里夫人看到當時歐洲所有的實驗室還沒有人對鈾射線進行過深刻研究，于是決心闖進這個領域。

理化學校校長經過皮埃爾多次請求，才允許居里夫人使用一間潮濕的小屋作理化實驗。在攝氏6度的室溫里，她完全投入到鈾鹽的研究中去了。

居里夫人受過嚴格的高等化學教育，她在研究鈾鹽礦石時想到，沒有什么理由可以證明鈾是惟一能發(fā)射射線的化學元素。她根據(jù)門捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一進行測定，結果很快發(fā)現(xiàn)另外一種釷元素的化合物，也能自動發(fā)出射線，與鈾射線相似，強度也相像。居里夫人認識到，這種現(xiàn)象絕不只是鈾的特性，必須給它起一個新名稱。居里夫人提議叫它“放射性”，鈾、釷等有這種特殊“放射”功能的物質，叫作“放射性元素”。

一天，居里夫人想到，礦物是否有放射性？在皮埃爾的幫助下，她連續(xù)幾天測定能夠收集到的所有礦物。她發(fā)現(xiàn)一種瀝青鈾礦的放射性強度比預計的強度大得多。

經過仔細的研究，居里夫人不得不承認，用這些瀝青鈾礦中鈾和釷的含量，絕不能解釋她觀察到的放射性的強度。

這種反常的而且過強的放射性是哪里來的？只能有一種解釋：這些瀝青礦物中含有一種少量的比鈾和釷的放射性作用強得多的新元素。居里夫人在以前所做的試驗中，已經檢查過當時所有已知的元素了。居里夫人斷定，這是一種人類還不知道的新元素，她要找到它！

居里夫人的發(fā)現(xiàn)吸引了皮埃爾的注意，居里夫婦一起向未知元素進軍。在潮濕的工作室里，經過居里夫婦的合力攻關，1898年7月，他們宣布發(fā)現(xiàn)了這種新元素，它比純鈾放射性要強400倍。為了紀念居里夫人的祖國――波蘭，新元素被命名為釙（波蘭的意思）。

1898年12月，居里夫婦又根據(jù)實驗事實宣布，他們又發(fā)現(xiàn)了第二種放射性元素，這種新元素的放射性比釙還強。他們把這種新元素命名為“鐳”。可是，當時誰也不能確認他們的發(fā)現(xiàn)，因為按化學界的傳統(tǒng)，一個科學家在宣布他發(fā)現(xiàn)新元素的時候，必須拿到實物，并精確地測定出它的原子量。而居里夫人的報告中卻沒有針和鐳的原子量，手頭也沒有鐳的樣品。

居里夫婦決定拿出實物來證明。當時，藏有釙和鐳的瀝青鈾礦，是一種很昂貴的礦物，主要產在波希米亞的圣約阿希母斯塔爾礦，人們煉制這種礦物，從中提取制造彩色玻璃用的鈾鹽。對于生活十分清貧的居里夫婦來說，哪有錢來支付這件工作所必需的費用呢？他們的智慧補足了財力，他們預料，提出鈾之后，礦物里所含的新放射性元素一定還存在，那么一定能從提煉鈾鹽后的礦物殘渣中找到它們。經過無數(shù)次的周折，奧地利政府決定饋贈一噸廢礦渣給居里夫婦，并答應若他們將來還需要大量的礦渣，可以在最優(yōu)惠的條件下供應。

居里夫婦的實驗室條件極差，夏天，因為頂棚是玻璃的，里面被太陽曬得像一個烤箱；冬天，又冷得人都快凍僵了。居里夫婦克服了人們難以想像的困難，為了提煉鐳，他們辛勤地奮斗著。居里夫人立即投入提取實驗，她每次把20多公斤的廢礦渣放入冶煉鍋熔化，連續(xù)幾小時不停地用一根粗大的鐵棍攪動沸騰的材料，而后從中提取僅含百萬分之一的微量物質。

他們從1898年一直工作到1902年，經過幾萬次的提煉，處理了幾十噸礦石殘渣，終于得到0.l克的鐳鹽，測定出了它的原子量是225。

鐳宣告誕生了！

居里夫婦證實了鐳元素的存在，使全世界都開始關注放射性現(xiàn)象。鐳的發(fā)現(xiàn)在科學界爆發(fā)了一次真正的革命。

居里夫人以（放射性物質的研究）為題，完成了她的博士論文。1903年，居里夫人獲得巴黎大學的物理學博士學位。同年，居里夫婦和貝克勒爾共同榮獲諾貝爾物理學獎。

繼鐳的發(fā)現(xiàn)之后，另一些新的放射性元素如錒等也相繼被發(fā)現(xiàn)。探討放射性現(xiàn)象的規(guī)律以及放射性的本質成為科學界的首要研究課題。不敲自鳴的大鐘三國時代有個魏國,都城是當今的洛陽,這年是魏元帝曹奐在位．一天,曹奐正在宮里與他的文武大臣商討攻打蜀國的事情,突然宮門口的大鐘了出了｀嗡、嗡＇的聲音,元帝此時正為蜀、吳聯(lián)合抗魏大傷腦筋,聽到鐘聲后很生氣,立即讓太監(jiān)去查看,究竟是誰如此大膽．

太監(jiān)忽忙趕到宮門口詢問守鐘士兵,士兵回答說:｀沒有人敲鐘,是它自己響的．＇

太監(jiān)一聽,嚇得渾身發(fā)抖,急忙向元帝稟告了這一怪事．這在當時被認為是災難的預兆．元帝與眾文武大臣立刻惶恐不安起來,不知道會有什么災難要降臨到魏國了．

元帝立即下旨召見博學多才的太傅張華,并把剛才的怪事向張華述說一遍,最后問到:｀張愛卿,依你看會有什么災難降在魏國呢?＇

張華已經知道了這件事,于是不慌不忙地向元帝及眾文武解釋了大鐘不敲自鳴的原因,聽完張華的話,眾人都松了一口氣,氣氛又一下子活躍起來了．

原來,前不久四川地區(qū)發(fā)生了地震,連銅山也崩裂了,地震波傳到洛陽時,正好與宮門口的大鐘產生了共振,大鐘就不敲自鳴了．我們知道,聲音是由于物質振動產生的,聲音有一定的振動頻率,如果兩個物體振動頻率相同就會發(fā)生共振,即｀共鳴＇．如兩個固有頻率相同的音叉,當其中一個振動時,另一個也會產生共鳴．當?shù)卣鸩l率正好與宮門口大鐘的固有頻率一致時,大鐘也會發(fā)生共鳴,于是大鐘就不敲自鳴了．奇妙的照相術每當春姑娘的腳步臨近,和煦的春風吹綠大江南北的時候,大家會抑制不住內心的喜悅,邀上幾個好友外出春游．帶上一架照相機,拍幾張春日的風景照,給春游帶來無盡的樂趣．但是,當你拿到照片時,你或許會感到有點美中不足,因為你的照片中,前面的景致總會把它后面的東西完全遮住,而且照片的立體感很差．這也是普通照相技術的一大缺陷吧!

可是,有一位匈牙利物理學家,名字叫伽伯,他于１９００年６月５日生于布達佩斯,他一生中有許多發(fā)明,但最為世人稱道的就是發(fā)明了一種奇妙的照相方法——全息照相術．

激光照明漫射物體的三維全息術

我們知道,光是一種電磁波．波有兩個非常重要的因素:振幅和位相．振幅代表光的強弱；位相表示光在傳播中各質點所在的位置及振動的方向．光的全部信息應該包括振幅和位相兩方面．我們普通的照片,只記錄了光的振幅,而沒有記錄到光的位相,因此,只包含光的部分信息．

要記錄位相,必須有相干性極好的光．１９６０年激光問世以后,這一問題就完全解決了．全息照相的原理是這樣的:一束激光通過分光板分成兩束,一束照到被照物體上,另一束照到底片上．第一束光通過物體反射后,在底片處與另一束發(fā)生干涉．于是物體反射光的振幅和位相都被記錄到底片上了．底片沖好后,再用同一激光照射底片,就可以看到一幅清晰的全息圖了．

全息照片有許多奇妙之處．首先它是一幅真正的立體照片,你可以從不同方向看到物體不同的側面,甚至可以看到被前面物體擋住的東西．普通照片,如果底片損失一部分,那部分上的景物就無法挽回了．全息照片即使只剩下一小塊,它也能再現(xiàn)物體的全部景象,只是清晰度差一些罷了．全息底片還能進行多次曝光,把不同的景物攝在一張底片上,而每一個景象都不受其它景象的干擾而單獨再現(xiàn)．由于全息照片這種奇妙的性質,它被廣泛地應用到各個領域之中,例如,全息商標就是一種防止假冒和偽造商品的有效手段．行為古怪的水星１９７４年３月２９日,行星探測器｀水手１０號＇飛到了太陽系里離太陽最近的行星——水星附近,對水星進行了第一次｀訪問＇,為科學家們提供了首批寶貴的水星資料．

水星是太陽系九大行星中個兒最小的一個．它的直徑只有４８７０公里；它離太陽的平均距離為５７９０萬公里．水星繞太陽旋轉的速度約為每秒４８公里,公轉一圈只需８７天２３小時半．

水星雖然名為水星,但它上面一滴水也沒有．由于離太陽太近,即便有水也會立即被蒸發(fā)掉．水星表面也象月亮表面那樣,千瘡百孔,滿目瘡痍．水星上的大氣非常希薄,因此晝夜溫差極大．赤道區(qū)中午溫度高達４００℃,到半夜卻冷到零下１６２℃．

水星最奇特之處是它的軌道長軸方向相對于恒星緩慢地轉動．通過實測,它的轉動角度為每百年５６００″,這就說,大約要過二萬三千年才轉過一圈．引起轉動的原因是多種多樣的,但是當把這些影響消除之后,仍留下每百年４２.９″的轉動．這個轉動成為長期以來經典引力理論無法解釋之謎．

在上個世紀中葉,法國天文學家勒韋里爾提出這個多余的轉動可能是由于在水星和太陽之間存在一個尚未發(fā)現(xiàn)的新行星的引力干擾所致．他把這個假想的行星命名為｀祝融星＇．但是經過反復觀測,壓根兒就不存在這么個｀祝融星＇．

水星運動軌道

經典引力理論對這種奇妙的現(xiàn)象已無能力了．１９１４年,愛因斯坦創(chuàng)立廣義相對論,這個謎終于揭開了．根據(jù)廣義相對論求出的行星軌道,不是閉合的,它會發(fā)生進動(如圖所示)．橢圓的長軸緩慢地轉動著,也在空間描畫出一個橢園．水星離太陽最近,它的轉動速度最大,因此這種效應就特別明顯．根據(jù)廣義相對論計算出的水星軌道長軸進動的角速度為每百年４３″,這與觀測值４２.９″符合得相當好,水星的這種進行我們稱之為近日點進動．神秘的火球１９０８年６月３０日清晨七點左右,一個巨大的火球從我國新疆地區(qū)北部的天空,直奔西北利亞而去．正要開始一天緊張忙碌的西北利亞人們,清清楚楚地看到這個耀眼的火球,以極快的速度掠過天空．不久,傳來了一聲震天動地的巨響,這個巨大的火球就在西伯利亞一個人煙稀少的地方——通古斯河地區(qū)爆炸了!頓時,通古斯河地區(qū)淹沒在一片火海之中,凍土燒焦了,參天古樹化為了灰燼．爆炸時產生的強烈激波,使幾千公里以外的人們,感覺到一種莫名其妙的震顫．一列遠離爆炸中心的火車被震得搖晃不定,車上的乘客東顛西歪．

這次大爆炸曾被認為是｀世界末日的來臨＇．科學家也曾多次對通古斯河地區(qū)進行實地考察,并對爆炸原因提出了種種猜測和設想．

１９５９年,蘇聯(lián)科學家普列漢諾夫率領了一個考察小組到現(xiàn)場進行六星期的考察,他們對大量的土壤和植物進行了專門的測定,認為這次爆炸是一次核爆炸．可是,地球上的第一顆原子彈是１９４５年在美國造出來的,怎么也不可能是核爆炸呀!

有人認為是外星人乘坐的宇宙飛船不幸失事,撞到地球上來了；有人認為是巨大隕石造成的,可是通古斯河地區(qū)從未找到過大隕石坑．

近來,科學家們對這次神秘的大爆炸又提出了新的解釋．他們認為,形成這次爆炸的最大可能原因是外來天體對地球的撞擊,這個天體應該是慧星．而１９０８年６月,正是著名的短周期衛(wèi)星——恩克慧星的回歸期．它的質量為３５０萬噸,平均飛行速度為每秒４０公里,而平均密度只有０.００３克／厘米３．一個不幸的機會使它闖入了地球大氣層,由于與大氣發(fā)生劇烈的摩擦,溫度升得很高,在空中燃起熊熊大火．又由于它的密度很低,它在接近地球表面時,已經消耗殆盡,因此,撞在地球表面時,既沒有形成明顯的撞擊坑,也沒有留下一般隕星應有的殘余。一曲特別的樂曲這是一闋什么樂曲,無人能知道,它既不是舒伯特的作品,也不是舒曼的作品,甚至根本不是任何一位作曲家的作品,但它卻是德國天文學家,天體行星運動定律的發(fā)現(xiàn)者開普勒的杰作!它出現(xiàn)在開普勒的作品《世界和諧》一書中．

研究天體運行的開普勒為什么會從事音樂研究呢?你只要了解一下西方人對自然界的認識就不難明白了．西方文藝復興時期,人們對自然界中所發(fā)生的一切都是在和諧的框架下進行解釋的:恒星為什么作圓周運動而不作其它方式的運動?那是因為圓周運動最勻稱,飽滿,也即最和諧,盡管開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動所遵循的三大定律,但在說明原因時,他仍采用了和諧的觀點．在今天聽來確實好笑,大家都知道,行星的運動實際上是受萬有有引力支配的,太陽對行星的引力是支配行星運動的主要動力．在和諧的觀點影響下,偉大的物理學家伽利略雖到了萬有引力發(fā)現(xiàn)的邊緣,終沒能提出力的概念,已到手邊的果實卻被他的后來人牛頓摘走了．

伽利略之所以未能提出萬有引力定律,就是因為和諧這一框框束縛了它．因為自然界的一切都是和諧的,所以最美．因為圓周運動是和諧的運動,所以行星只能做圓周運動．在這個框架下思維,伽利略當然不會想到行星運動另有一種超乎和諧的｀力＇的推動了．值得一提的是,他的朋友開普勒曾對行星運動提出過太陽對行星放射出超距力來推動行星運動的觀點．開普勒認為,這種超距力可以推動行星及地球運動,他還特別提出月球也能釋放某種超距力,這種力可能是引起潮汐的原因．遺憾的是,伽利略不僅沒從他的朋友那兒得到啟發(fā),反而批駁了開普勒的觀點．其實開普勒的觀點正是萬有引力的萌芽．伽利略關于天體和諧運動的結論使人們在很長一段時間里忽略了對萬有引力的探索．淚水的妙用

長篇小說《邁克爾·斯特羅哥夫》中,描寫過這樣一段故事:斯特羅哥夫奉沙皇之命,到西伯利亞去給沙皇兄弟下封密詔,中途被入侵的韃靼人俘獲而被判處瞽刑．上瞽形的辦法是用一把燒得通紅的大刀在受刑人的眼前一晃,大刀所輻射出來的灼熱的光和熱量就會使受刑人雙目永遠失明．臨到斯特羅哥夫受刑時,他媽撲到他的眼前,斯特羅哥夫也不禁凄然淚下．因為這是最后一次看見母親的面容了．意想不到的是,斯特羅哥夫痛哭的淚水卻意外地保護了他的雙眼．這是什么原因呢?

我們在熨衣服時,為了不使衣服被燙壞,常要估計一下熨斗的溫度,有經驗的裁縫常用一只醮過水的冷濕手指去很快摸一下熨斗,從而估計熨斗能否適合熨衣服．高溫熨斗為什么沒有燙傷手指呢?

當人們赤著腳在熾熱的本炭上行走時,若腳板干燥,腳會很快被燙傷,但若腳板潮濕,卻可以在木炭上走很長一段距離而不被灼傷,這又是什么原因呢?

我們平時都有這樣一個經驗,取一個鋼尺,在鋼尺的一端加熱,用手捏著另一端,用不了多長時間,你就會覺得燙手而拿不住尺子了．但若燒一壺水,要很長時間你才會感到水變熱．這是因為水的導熱性比鋼尺差得多的緣故．同樣水蒸汽的導熱能力也很差,甚至比液態(tài)水還要差一個數(shù)量級．當燒得通紅的大刀晃動時,大刀所輻射出來的熱量使斯特羅夫蒙在兩眼上的淚水汽化,形成了一個薄薄的蒸汽保護層,阻止了熱量進一步向內輻射,從而保護住斯特羅哥夫的雙眼．

濕的手指頭碰到高溫熨斗時,指頭上的水吸收熨斗上的熱量迅速汽化,在手指頭與熨斗之間形成一個薄薄的水蒸汽層,擋住了熨斗的熱量向手指頭傳遞．腳在炭火上行走時,濕腳底板的水蒸汽也在腳底板與炭火之間形成了一個蒸汽保護層,而汗水又補償了部分蒸發(fā)了的濕汽．但最后當絕大部分濕汽都耗盡時,腳板就會感到灼痛了．狂暴的太陽風

哈雷慧星自１９１０年訪問地球之后,又于１９８６年訪問了人類家園．由于它每次訪問地球時,都拖著一個背向太陽的長長的尾巴,有點象把掃帚,因此有時又叫它｀掃帚星＇．它越靠近太陽,尾巴拖得越長．因此,很容易聯(lián)想到,慧星的尾巴與太陽有關．當物理學家發(fā)現(xiàn)了光有壓力之后,大約在半個世紀里,科學家們相信慧星的尾巴是太陽光壓力造成的．

理由是:慧星是大量微小石塊由甲烷和氨這類低凝固點氣體所結的｀冰＇粘合起來的．每當接近太陽時,一些｀冰＇就熔化蒸發(fā)了,太陽光的壓力就可以把極小的石塊往背向太陽的方向推去,從而形成尾巴．慧星越靠近太陽,光壓越大,因而尾巴也就越長．

可是,三十多年以前,德國人比爾曼對這一解釋提出了異議．他指出:光壓確會發(fā)生作用,但不足以使慧星產生那么長的尾巴,必須有一種比光壓更強的作用力才行．１９５８年,美國科學家帕克認為:太陽上的物質因高溫而電離,太陽不斷將這些帶電粒子｀吹＇出來．他稱這種帶電粒子流為｀太陽風＇．六十年代以后,行星探測器發(fā)射成功,科學家們用它們探測到了太陽風的存在．太陽風的速度可達每秒幾百公里,比光壓強得多,慧星的長尾就是被它吹出來的．

太陽上最豐富的物質是氫．氫在高溫下被電離成電子和質子,太陽風吹出來的幾乎都是電子和質子．太陽風吹遍整個太陽系,太陽的｀大氣層＇也延伸到整個太陽系．太陽風使太陽每秒損失約一百萬噸物質,太陽從形成到現(xiàn)在,因太陽風損失了它全部質量的萬分之一左右．

太陽風進入地球大氣層以后,對地球磁場產生強烈影響,嚴重干擾電離層的無線電通迅．太陽風達到南北極上空,與氣體分子碰撞而產生強烈的極光．太陽上耀斑爆發(fā)時,會噴發(fā)出大量的帶電粒子,使太陽風速度增大,這時候便會在某些區(qū)域形成狂暴的太陽風．奇特的二月通常二月份只有二十八天,但每逢閏年,它卻有二十九天,那么,地球上為什么會出現(xiàn)閏年呢?

原來地球繞太陽公轉并不是恰好三百六十五天,而是三百六十五天五小時四十八分十六秒,如果每年都按三百六十五天計算,每年就要少五小時四十八分四十六秒,四年累計就少了二十三小時十五分四秒．這正好接近一天的時間,為了補上這個差數(shù),天文學家就規(guī)定每四年有一個｀閏年＇,多出的一天就加在二月里．但是,為什么別的月份都有三十天或三十一天,而即使在閏年,二月也只有二十九天呢?

公元前４６年,古羅馬皇帝儒略·愷撒,在埃及天文學家索西根尼的幫助下,制定了歷法,規(guī)定一年為十二個月,逢單時叫大月,為三十一天,逢雙的叫小月,為三十天．這樣一年便有了三百六十六天,多了一天怎么辦呢?

當時,古羅馬帝國凡判處死刑的人都是在二月里執(zhí)行的,羅馬人認為這個月不吉利,不愿讓它過得太長,就把二月減去一天,成了二十九天．愷撒死后,他的養(yǎng)子奧古斯都繼承皇位,在公元前２７年,宣布把他出生的八月命名為奧古斯都月．但是,八月只有三十天,偶數(shù)在當時也被視為不吉利,于是又從二月抽出一天加到八月,這樣八月就有了三十一天,二月就只有二十八天了．而且,把八月以后的雙月都改成大月,單月改成小月．這就是我們現(xiàn)在用的日歷．

但是,四年積累下來二十三小時十五分四秒．不到一天,也就是說,四年閏一天,就等于四年當中多加了四十四分五十六秒．這樣,四百年又要差七十四小時五十三分二十秒,這個數(shù)字大約是三天多,因此,每四百年要減掉三個閏年,辦法是在每世紀的第一個閏年取消,而第四百年的不取消．

但是,這樣下去,四百年還差兩小時五十三分二十秒,三千年大約差二十二小時．當然這個問題就不用我們操心了,完全可以把它留給我們的子孫后代去考慮了．天氣預報的由來每天我們都能從中央人民廣播電臺聽到第二天的天氣預報,它是怎樣產生的呢?說起來還與戰(zhàn)爭有關呢!

１８５４年１１月１４日,夜幕低垂,烏云密布,位于歐洲東南部的黑海海面上掀起了滔天巨浪,緊接著一場可怕的暴風雨洶涌而至．當時正與敵人作戰(zhàn)的英法聯(lián)合艦隊,剛好行駛到這兒,立即遭到這場暴風雨的襲擊．主旗艦｀阿恩力—４＇號翻沉,幾乎全軍覆沒．這次暴風雨給聯(lián)軍造成了極大的損失,這給當時法國的執(zhí)政者拿破侖三世震動很大．他命令當時著名的天文學家,海王星的發(fā)現(xiàn)者,巴黎天文臺臺長勒維烈全力調查這次風暴的移動規(guī)律．勒維烈立即把各地的觀測資料收集起來,并詳細詢問了１１月１２日到１２月１６日各地的天氣情況,然后把這些結果標志在一張空白地圖上．經過認真細致地研究后,勒維烈驚訝地發(fā)現(xiàn),那次襲擊英法聯(lián)軍的黑海風暴是從歐洲西北部移過來的,而且是以一定速度向東南方向運動．經過推理,勒維烈認為,若能事先就有一張｀天氣圖＇,那么那次風暴是可完全躲過去的．此后｀天氣圖＇就應運而生了．

人類生存的地球是由一層很厚的｀空氣海洋＇——大氣層包圍著的,｀空氣海洋＇的底部約幾十公里是空氣對流層,它是地球上氣候變化的主要原因．空氣溫度的變化引起空氣對流,形成空氣漩渦,這種空氣漩渦的移動,就形成了風暴．風暴通常都由形成地點(通常為海洋表上)以一定速度向一定方向運動的,風暴移動方向與移動速度與各個地方的溫度變化有關．因此如