科技小知识.docx

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科技小知识

一、生活中的物理小常识

1、热学与生活

A、使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度升高快，是因为火苗的外焰温度高。

B、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，以便在烹任过程中不烫手。

C、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。

这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，容易破裂。

D、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。

因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热的不良导体，能更好地防止热量散失。

E、冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。

这是因为随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而推开瓶塞。

F、冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。

G、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使玻璃杯破裂。

H、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。

因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。

I、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。

因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。

J、用高压锅煮食物熟得快些。

主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。

K、夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。

自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。

如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。

L、煮食物并不是火越旺越快。

因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。

正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。

M、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。

这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。

2、电学、力学、声学及光学与生活

A、保险丝串联在电路中，当电流超过一定值时，保险丝发热的温度大于其熔点而自动熔断，切断电源，从而保护用电器和电路。

B、油罐车行驶时为了将产生的静电及时导入地下,防止静电的积累引起爆炸，常拖着一条铁链。

C、两艘船并排高速行驶时，由于船间的水流速快，压强低，常常会相撞。

D、放映幻灯时，为了在屏幕上得到更大的正立像，应将幻灯机与屏幕之间的距离调远些，同时将幻灯片与镜头之间的距离调近些，幻灯片应倒插。

E、因为太阳、月亮处在不同位置对潮水的引力叠加后效果不同，使潮汐既有大潮又有小潮。

F、汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜而不是平面镜或凹镜，是利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点，使看到的实物小，观察范围更大，而保证行车安全。

G、听自已从录音机里放出来的声音听起来感到陌生，是因为自已听到的自己的声音是骨传导和空气传导的复合。

F、由于声音在固体中传播速度比气体、液体中都快，中国古代沈括在他的梦溪笔谈中就已提到士兵晚上睡觉枕着牛皮鼓可及早发现来袭敌人。

G、雨后的空气中悬浮着很多水滴，阳光射到上面发生色散，呈现出白光的七种不同颜色。

因而美丽的彩虹总在雨过天晴时出现。

H、可以用旋转的办法来区分生蛋和熟蛋，很快停下来的是生蛋，因为熟蛋的蛋清和蛋黄都凝成固体，旋转的时候，蛋的各部分都能一起旋转，而生蛋中的蛋清和蛋黄都为液体，当蛋壳旋转时，由于惯性，蛋清和蛋黄会对蛋壳的旋转造成阻碍作用。

I、从高处落下的薄纸片，即使无风，纸片下落的路线也曲折多变。

这是由于纸片各部分凸凹不同，形状备异，因而在下落过程中，其表面各处的气流速度不同，根据流体力学原理，流速大，压强小，致使纸片上各处受空气作用力不均匀，且随纸片运动情况的变化而变化，所以纸片不断翻滚，曲折下落。

J、我们都吹过肥皂泡，肥皂泡是先向上飘后下降，这是因为在开始的时候，肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气，肥皂膜把它与外界隔开，形成里外两个区域，里面的热空气温度大于外部空气的温度。

此时，肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度，根据阿基米德原理可知，此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它会上升。

这个过程就跟热气球的。

随着上升过程的开始和时间的推移，肥皂泡内、外气体发生热交换，内部气体温度下降，因热胀冷缩，肥皂泡体积逐步减小，它受到的外界空气的浮力也会逐步变小，而其受到的重力不变，这样，当重力大于浮力时，肥皂泡就会下降。

二、物理科技与社会

1、光电池

光电池也叫太阳能电池，直接把太阳光转变成电。

因此光电池的特点是能够把地球从太阳辐射中吸收的大量光能转化换成电能。

光电池是一种特殊的半导体二极管，能将可见光转化为直流电。

有的光电池还可以将红外光和紫外光转化为直流电。

光电池是太阳能电力系统内部的一个组成部分，太阳能电力系统在替代现在的电力能源方面正有着越来越重要的地位。

2、运载火箭

人如果建造梯子去登天，那么从地球到月球的梯子长度将达38万千米，这简直是不可思议的事。

人只有建造天梯—运载火箭。

　运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工具，是星际间航行的唯一交通员。

因为它靠自身携带的燃料产生的喷气反作用力飞行，而不是像气球要靠空气的浮力，飞机要靠空气的升力飞行，有没有空气对它来讲无所谓，没有空气时它受到的阻力小，飞起来反而更“惬意”。

所以，到没有空气的宇宙空间去，非它莫属。

　运载火箭的任务很艰巨：

要把人造地球卫星，载人飞船，空间站或空间探测器等，准确地送到科学家预定的轨道。

火箭飞行的原理和气球“飞”的原理一样，都是利用了物体的反作用力。

火箭的“肚子”里装有燃料，燃料点着后产生大量热量，变成急剧膨胀的气体，气体从火箭尾部猛烈喷出，火箭便在气体喷发产生的反作用力下向前飞行了。

3、人造地球卫星

晴朗的夜空，当你抬头仰望满天星斗时，有时会看到一种移动的星星，它像天幕上的神行太保匆匆奔忙，它们是什么星?

这种奇特的星星并不是宇宙间的星球，而是人类挂上天宇的明灯—人造地球卫星。

人造卫星是个兴旺的家族，如果按用途分，它可分为三大类：

科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。

科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气，地球辐射带，地球磁层，宇宙线，太阳辐射等，并可以观测其他星体。

技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。

航天技术中有很多新原理，新材料，新仪器，其能否使用，必须在天上进行试验；一种新卫星的性能如何，也只有把它发射到天上去实际“锻炼”，试验成功后才能应用；人上天之前必须先进行动物试验……这些都是技术试验卫星的使命。

应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：

通信卫星，气象卫星，侦察卫星，导航卫星，测地卫星，地球资源卫星，截击卫星等等。

4、磁悬浮列车

要以最快的速度從一個地方去到數百公里，甚至數千公里以外的地方，一般人都會選擇乘搭飛機。

可是，在不久的將來，一種新的交通工具將會帶領人們以高速於城市之間穿梭。

它就是磁悬浮列车。

磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。

车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。

通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。

铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。

它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。

5、航天飞机

航天飞机（SpaceShuttle，又称为太空梭或太空穿梭机）是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。

它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。

航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，它大大降低航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。

6、宇宙飞船

宇宙飞船，是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。

它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。

它的运行时间一般是几天到半个月，一般乘2到3名航天员。

　至今，人类已先后研究制出三种构型的宇宙飞船，即单舱型、双舱型和三舱型。

其中单舱式最为简单，只有宇航员的座舱，；双舱型飞船是由座舱和提供动力、电源、氧气和水的服务舱组成，它改善了宇航员的工作和生活环境；最复杂的就是三舱型飞船，它是在双舱型飞船基础上或增加1个轨道舱（卫星或飞船），用于增加活动空间、进行科学实验等，或增加1个登月舱（登月式飞船），用于在月面着陆或离开月面。

7、生命探测仪

生命探测仪，成功地解决了多项困扰传统安全救生系统的问题，使搜救工作比以往更迅速，更精确，也更安全，是现在世界上最先进的生命探测系统。

在汶川地震救援工作中应用的是三类生命探测仪：

光学生命探测仪，可把废墟看得清清楚楚。

热红外生命探测仪，在黑暗中也能工作。

　声波生命探测仪，能探寻微弱声音，即便被埋者被困在一块相当严实的大面积水泥楼板下，只要心脏还有微弱的颤动，探测仪也能感觉出来。

光学生命探测仪（“蛇眼”探测仪）是利用光反射进行生命探测。

仪器的主体非常柔韧，如同通下水道用的蛇皮管，能在瓦砾堆中自由扭动。

仪器前面有细小的探头，可深入极微小的缝隙探测，类似摄像仪器，将信息传送回来，救援队员利用观察器就可以把瓦砾深处的情况看得清清楚楚。

热红外生命探测仪具有夜视功能，它的原理是通过感知温度差异来判断不同的目标，因此在黑暗中也可照常工作。

声波振动生命探测仪靠的是识别被困者发出的声音。

三、物理故事

1、阿基米德发现浮力

公元前245年，赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。

做好的皇冠尽管与先前的金子一样重，但国王还是怀疑金匠掺假了。

他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的，但是不允许破坏皇冠。

这看起来是件不可能的事情。

在公共浴室内，阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。

他的大脑中闪现出模糊不清的想法。

他把胳膊完全放进水中，全身放松，这时胳膊又浮到水面。

他从浴盆中站起来，浴盆四周的水位下降；再坐下去时，浴盆中的水位又上升了。

他躺在浴盆中，水位则变得更高了，而他也感觉到自己变轻了。

他站起来后，水位下降，他则感觉到自己重了。

一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。

他把差不多同样大小的石块和木块同时放入浴盆，浸入到水中。

石块下沉到水里，但是他感觉到石块变轻。

他必须要向下按着木块才能把它浸到水里。

这表明浮力与物体的排水量（物体体积）有关，而不是与物体的重量有关。

物体在水中感觉有多重一定与它的密度（物体单位体积的质量）有关。

阿基米德在此找到了解决国王问题的方法，问题的关键在于密度。

如果皇冠里面含有其他金属，它的密度会不相同，在重量相等的情况下，这个皇冠的体积是不同的。

把皇冠和同样重量的金子放进水里，结果发现皇冠排出的水量比金子的大，这表明皇冠是掺假的。

从此以后，阿基米德发现了浮力原理，即水对物体的浮力等于物体所排开水的重量。

2、米开朗基罗以泪洗脸

意大利雕刻家,画家和建筑家米开朗基罗波纳罗蒂承担了雕刻《圣母抱基督遗体象》的工作,他经常从天亮就开始工作,一直干到天黑,有时和衣倒在床上,睡到半夜,起来啃几口面包,点燃蜡烛,又开始干起来.因为烛光又暗又散,他很难看清大理石和凿子.于是,米开朗基罗用硬纸做了一顶圆锥形的帽子,在帽尖的洞里插上蜡烛.这样,可以使蜡光集中一些.但烛泪淌下来,常常流得他满脑门都是.米开朗基罗的朋友看见了这种情况就给他送来一些羊油烛,并且风趣地说:

"这样,您就不必以烛泪洗脸了."羊油烛融化得慢,凝结得快,米开朗基罗非常感激朋友的帮助.

3、鸟击落飞机

我们知道，运动是相对的。

当鸟儿与飞机相对而行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大。

速度越大，撞击的力量就越大。

　　比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机上时，就会产生1500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960千米的飞机上，那就要产生21.6万牛顿的力。

如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时 700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。

所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。

　　1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来。

事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。

　　在我国也发生过类似的事情。

1991年10月6日，海南海口市乐东机场，海军航空兵的一架“014号 ”飞机刚腾空而起，突然，“砰”的一声巨响，机体猛然一颤，飞行员发现左前三角挡风玻璃完全破碎，令人庆幸的是，飞行员凭着顽强的意志和娴熟的技术终于使飞机降落在跑道上，追究原因还是一只迎面飞来的小鸟。

　　瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例，不只发生在鸟与飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间。

　　如果一只 1.5千克的鸡与速度为每小时54千米的汽车相撞时产生的力有2800多牛顿。

一次，一位汽车司机开车行使在乡间公路上，突然，一只母鸡受惊，猛然在车前跳起，结果冲破汽车前窗，一头撞进驾驶室，并使司机受了伤，可以说，汽车司机没被母鸡撞死真算幸运。

四、美丽的物理现象

1、海市蜃楼 

夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中。

古人不明白产生这种景象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙（即蜃）吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫蜃。

海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的。

夏天，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大。

我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的。

远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中。

在沙漠里也会看到蜃景。

太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小。

从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射，人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的一样。

沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但总是可望而不可及。

　　在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象。

贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层穿空气的折射率小。

从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过一样。

2、极光

极光（Polarlight，aurora）是由于太阳带电粒子（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。

在南极称为南极光，在北极称为北极光。

极光多种多样，五彩缤纷，形状不一，绮丽无比，在自然界中还没有哪种现象能与之媲美。

任何彩笔都很难绘出那在严寒的两极空气中嬉戏无常、变幻莫测的炫目之光。

　　极光有时出现时间极短，犹如节日的焰火在空中闪现一下就消失得无影无踪；有时却可以在苍穹之中辉映几个小时；有时像一条彩带，有时像一团火焰，有时像一张五光十色的巨大银幕；有的色彩纷纭，变幻无穷；有的仅呈银白色，犹如棉絮、白云，凝固不变；有的异常光亮、掩去星月的光辉；有的又十分清淡，恍若一束青丝；有的结构单一，状如一弯弧光，呈现淡绿、微红的色调；有的犹如彩绸或缎带抛向天空，上下飞舞、翻动；有的软如纱巾，随风飘动，呈现出紫色、深红的色彩；有时极光出现在地平线上，犹如晨光曙色；有时极光如山茶吐艳，一片火红；有时极光密聚一起，犹如窗帘幔帐；有时它又射出许多光束，宛如孔雀开屏，蝶翼飞舞。

3、流星

外空间的尘埃颗粒闯入地球大气层，与大气摩擦，产生大量热，从而使尘埃颗粒气化。

在该过程中发光形成流星。

尘埃颗粒叫做流星体。

　　速度

　　一个微小的流星体就足以产生在近百公里处就能看见的亮光，其原因就在于流星体的高速度。

　　流星的颜色

　　一个流星的颜色是流星体的化学成分及反应温度的体现：

钠原子发出橘黄色的光、铁为黄色、镁是蓝绿色、钙为紫色、硅是红色。

　　声音

　　流星通常不会发出可以听见的声音。

如果你没有看到它的话，它就会悄无声息的一扫而过。

对于非常亮的流星，有可能听到过声音。

这些声响主要集中在低频波段。

一个非常亮的流星，如火流星，可能会听到声音。

　　持久余迹

　　流星有时会在它通过的轨道上留下一条持久的余迹。

余迹主体颜色多为绿色，是中性的氧原子。

持续时间通常为1到10秒。

可见余迹亮度迅速下降。

这些亮光来自炽热空气和流星体中的金属原子。

　　流星雨

  流星雨是一种成群的流星，是坠落下来的特殊天体。

在某些时间，可以看到一定数量的流星的反向延长线都经过一个很小的天区。

这些就是流星雨。

4、彩虹

彩虹（rainbow）是气象中的一种光学现象。

当阳光照射到半空中的雨点，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光谱。

彩虹七彩颜色，从外至内分别为：

红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。

彩虹是一种自然现象，是由于阳光射到空气的水滴里，发生光的反射和折射造成的。