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雨衣上的学问
下雨天,外出的人们不是打伞,就是穿雨衣。
物体是由分子组成的。同一种物质的分子之间的相互作用力,叫做内聚力;而不同物质的分子之间的相互作用力,叫做附着力。在内聚力小于附着力的情况下,就会产生“浸润现象”;反之,则会出现“不浸润现象”。雨衣不透水,正是由于水的内聚力大于水对雨衣的附着力的缘故。
[趣味物理]闪电为什么总是弯弯曲曲
大家都知道,带异性电的两块云接近时放出闪电,闪道中因高温使空气体积迅速膨胀、水滴汽化而发出强烈的爆炸声,这就是我们常说的“闪电雷鸣”。闪电为什么总是弯弯曲曲的呢?美国国家气象局的内泽特·赖德尔认为,每当暴风雨来临,雨点即能获得额外的电子。
电子是带负电的,这些电子会追寻地面上的正电荷。额外的电子流出云层后,要碰撞别的电子,使别的电子也变成游离电子,因而产生了传导性轨迹。传导的轨迹会在空气中散布着的不规则形状的带电离子群中间跳跃着迂回延伸,而一般不会是直线。所以,闪电的轨迹总是蜿蜒曲折的。
[趣味物理]解读黑洞之谜
据美国宇航局斯皮策太空望远镜的一项最新观测结果,在宇宙中某一狭窄区域范围内,首次同时发现了多达21处却一直深度隐藏着的宇宙“类星体”黑洞群。
这一重大发现第一次从正面证实了多年来天文学领域有关宇宙中有数目众多的隐身黑洞广泛存在的推测。
充分的证据使人们相信,在浩瀚的宇宙中,的确充满着各种各样未被发现的巨大引力源泉———“类星体”黑洞群体。有关该项最新发现的详细内容,研究人员已撰文正式刊登在了2005年8月4日出版的《自然》杂志中。
“深藏不露”的类星体
我们知道在现实中的宇宙黑洞,由于其巨大的引力作用,连光线都被紧密吸引束缚,因而无法被人们直接观测发现。为确定黑洞天体存在的证据,天文学家通过研究发现,在黑洞周围的物质行为具有其特定行为:在黑洞周围的宇宙空间中,气体物质具有超高的温度,并且在被黑洞强大引力场吸引剧烈加速后,这些物质在彻底消失之前均会被提升到接近光速。而当气体物质被黑洞彻底吞噬后,整个过程都会释放出大量的X射线。通常正是这些逃逸出来的X射线,显示出此处有黑洞确实存在的迹象。这便是以往人们发现黑洞的最直接证据。
而另一方面,在一些格外活跃的超大型宇宙黑洞周围,由于其对周边物质剧烈的吸引和吞噬行为,还会在黑洞星体外围产生一层厚重的宇宙气体和尘埃云层,这便进一步增大了对黑洞体附近区域的观测难度,阻碍了天文学家对这些超大黑洞存在的发现工作。天文学上将这些极度活跃的黑洞定义为“类星体”。普通情况下,一个类星体平均一年总共吞噬的物质质量,相当于1000个中等恒星质量的总和。一般情况下,这些类星体距离太阳系都非常遥远,当我们观测到他们时已经是亿万年以后的现在,这说明此类黑洞的活动出现在宇宙诞生初期。科学家推定,这种黑洞正是在成长壮大中的宇宙星系前身,所以将其命名为“类星体”。
到目前为止,只有为数不多的几个“类星体”黑洞被发现,在浩瀚的宇宙深处,是否还有数量众多的其它类星体存在,仍有待人们进一步去发现,而天文学家在该领域的研究工作则完全依靠对宇宙内部X射线的全面观测研究来予以证实。
“充满”了黑洞的宇宙
近日,来自英国牛津大学的阿里耶马丁内兹圣辛格教授在介绍其首次对宇宙间隐藏黑洞的发现时说,“从以往对宇宙X射线的观察研究中,本希望能找到宇宙中大量隐藏类星体存在的证据,但结果确都不尽如人意。”
而近日根据美国宇航局NASA的斯皮策太空望远镜SpitzerSpaceTelescope的最新观察结果,天文学家成功穿透了遮蔽类星体黑洞的外围宇宙尘埃云层,捕捉到了其中一直暗藏不露的内部黑洞体。由于斯皮策太空望远镜能够有效收集能穿透宇宙尘埃层的红外光线,使得研究人员顺利地在一个非常狭窄的宇宙空间区域内,同时发现了数量多达21个早已存在却又“隐藏不露”的类星体黑洞群。
来自美国加州理工大学斯皮策科学中心的研究小组成员马克雷斯在接受媒体访问时同时也表示,“如果我们抛开此次发现的21个宇宙类星体黑洞,放眼宇宙中的其它任何区域,我们完全可以大胆预测,必将有数量众多隐藏着的黑洞将会被陆续发现。这意味着,一如我们原先推测的那样,在不为人知的宇宙深处,一定有数量众多、质量超大的黑洞巨无霸,正借助着星际尘埃的隐蔽,在暗地里不断发展壮大着。”
为什么要研究黑洞
据中国科学院上海天文台沈志强介绍,天文学中很多研究看似和生活毫无干系,但是却能帮助人类更好地了解外部世界。黑洞是研究宇宙起源的关键问题之一。爱因斯坦的广义相对论是黑洞理论的依据,而霍金又将量子论引入其中,提出了“黑洞不黑”“黑洞既吞又吐”的重要理论。关于黑洞的起源、黑洞是否会消亡,现在都尚无定论。待这一切都揭开面纱后,人们还能运用其原理。曾有天文学家表示,利用这一原理制造一个天体物理学意义上的超级武器,也有人提出过黑洞计算机的设想。
[趣味物理]封闭静脉输液中的物理知识
医院作封闭式静脉输液时,要求在输液过程中,保持滴点的速度几乎不变。通过观察医院作封闭式静脉输液用的部分装置,结合气体压强、液体压强的知识我们不难说明其道理。
输液时,医生先将葡萄糖液瓶倒挂,然后将通气管上的通气针插入,这时通气管与葡萄糖液瓶内部连通,葡萄糖液有一部分进入通气管内。
但我们注意到进入的量并不多,通气管内的液面远比葡萄糖液瓶内的液面要低。接着医生就把点滴玻璃管和输液管连好,然后将输液管通过针头与葡萄糖液瓶内部相连。调节橡皮管上的夹子,葡萄糖水就开始均匀地一滴一滴在点滴玻璃管内下落了。
首先,当插入通气管后,为什么通气管内的液面远低于葡萄糖液瓶内的液面。由于葡萄糖液瓶内的空气是密闭的。当通气管和葡萄糖液瓶内接通时,部分葡萄糖液已进入通气管,这样葡萄糖液瓶内部的液面就有所下降,瓶内空气的体积就会增大,压强就要减小。正是由于瓶内空气压强减小,小于外界大气压,所以导致了通气管内的液面与葡萄糖液瓶内液面之间出现了上述的高度差。
其次,我们来分析输液时葡萄糖液瓶内的压强情况:我们知道,液体压强是随深度增加而增大的。液体越深压强越大,这样液流速度就越快。在输液开始后,葡萄糖液瓶内的液面持续下降,瓶内空气压强减小,因而通气管内的液体由于受到外界稳定的大气压强的作用,很快被压回到葡萄糖液瓶内。当通气管(包括针头)内没有了葡萄糖液后,其针头顶端开口处的小液片就刚好在上下都是一个大气压强的作用下平衡。小液片的上部受到向下的压强是瓶内空气压强以及葡萄糖液产生的压强。小液片的下部受到向上的压强是外界大气压强。当瓶内液面继续下降而导致瓶内空气压强略有下降时,小液片就不再平衡,它让开一个“缺口”,气泡就冒上了瓶内空气之中。瓶内空气量增多,压强就稍有增大,通气管针头顶端开口处的小液片又在上下都是一个压强的作用下重新平衡。
这佯,在整个输液过程中,通气管针头顶端开口处的小液片受到的向下的压强基本保持在一个大气压强的水平,不会因瓶内液面的下降而变化。由于图中通气管针头顶端所处水平面液体的压强基本保持不变,因而在它下面一定距离的点滴玻璃管上端口液体的压强也基本保持不变。这样,就对稳定滴点速度起到了积极作用。
[趣味物理]物体在什么地方最重
地球施向一个物体的吸引力(地球引力)要跟着这个物体从地面升高而减低。假如我们把1千克重的砝码提高到离地面00公里,就是把这砝码举起到离地球中心两倍地球半径的距离,那么这个物体所受到的地球引力就会减弱1/4,如果在那里把这个砝码放在弹簧秤上称,就不再是1000克,而只是250克。根据万有引力定律,地球吸引一切物体,可以看作它的全部质量都集中在它的中心(地心),而这个引力跟距离的平方成反比。在上面这个例子里,砝码跟地心的距离已经加到地面到地心的距离的两倍,因此引力就要减到原来的1/2,就是1/4。
如果把砝码移到离地面12800公里,也就是离地心等于地球半径的3倍,引力就要减到原来的1/3,就是1/9;1000克的砝码,用弹簧秤来称就只有1ll克了,依此类推。
这样看来,自然而然会产生一种想法,认为物体越跟地球的核心(地心)接近,地球引力就会越大;也就是说,一个砝码,在地下很深的地方应该更重一些。但是,这个臆断是不正确的:物体在地下越深,它的重力不但不是越大,反而越小了。这现象的解释是这样的:在地下很深的地方,吸引物体的地球物质微粒已经不只是在这个物体的一面,而是在它的各方面。请看图20。从图上可以看出,那个在地下很深地方的砝码,一方面受到在它下面的地球物质微粒向下方的吸引,另外一方面又受到在它上面的微粒向上方吸吸引。这儿我们不难证明,这些引力相互作用的结果,实际发生吸引作用的只是半径等于从地心到物体之间的距离的那个球体。因此,如果物体逐渐深入到地球内部,它的重力会很快减小。一到地心,重力就会完全失去,因为,在那时候,物体四周的地球物质微粒对它所施的引力各方面完全相等了。
所以,物体只是当它在地面上的时候才有最大的重力,至于升到高空或深入地球,都只会使它的重力减小.
[趣味物理]罕见的绿色阳光
阳光不都是白色或者白里稍带微红和微*的吗?怎么会是绿色的呢?阳光有时确实是绿色的,不过它存在的时间非常短暂,一般只有两三秒钟,有时还不到一秒钟,所以能看到绿色阳光的人并不多。
1979年7月20日的黄昏,波兰快艇运动员乌尔班齐克率领“晨星号”帆船从旧金山经赤道驶过波利尼西亚,夕阳正缓缓地堕入大海。
满天的晚霞将海面染上了一层淡红,红色的天空,红色的水面,水天一色,正在甲板上的舵手陶醉在这美妙的景色之中。
忽然,就在太阳将被海面浸没的一瞬间,金色的火球突然喷射出耀眼的像绿宝石发出的鲜艳夺目的绿色光芒,犹如一道绿色的闪电划过天际,使周围的一切都被绿色所笼罩,甲板上的舵手不由得惊叫起来,可是等其他船员跑上甲板,顺着他所指的方向望去时,落日的余晖仍和往常一样,哪有什么绿光?
第二天,全体船员在日落半小时都上了甲板,可是绿色的阳光没有出现。不甘心的船员连续观察了几天,终于又有几位船员看到了这神秘的绿色阳光。
这是怎么回事呢?原来我们通常看到的太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光组成的,这些光波有长有短。
中午时,太阳光在空气里走过的路程比早、晚时短,这时只有少量的最易散射的紫、青、蓝等短光波被飘浮在大气中的微小颗粒所拦阻,这样的阳光,人的肉眼是感觉不到颜色的,所以看起来太阳光是近似白光,或者白里稍带微红和微*。
在清晨或傍晚时分,阳光斜射,穿过大气层的厚度特别大,遇到悬浮在大气中小尘粒、小水珠的拦阻机会也大。这时,短光波就被强烈地散射掉。只有那些波长较长的红、橙、黄等颜色的光才能透过这些大气中的微粒进入人的眼睛,所以平时只能看到“落日夕阳红似火”的情景。
但是像地球一样成曲面的大气,仿佛是一个一端向上的“气体透镜”,当太阳光穿过时,这层大气使白色光折射而发生色散。当太阳靠近地平线,太阳光几乎呈水平方向穿过大气层时,这种折射引起的色散最明显。夕阳落下时,红光最先没入地平线下,随后消失的是橙光和黄光。虽然此时地平线上还留有绿光、青光、蓝光和紫光,青光、蓝光、紫光波长较短,在大气中尘埃的强烈散射作用下,变得很弱,人的肉眼几乎看到,只有比较强的绿光,能够到达人的肉眼,并且显得格外耀眼夺目,所以看到的阳光就是绿色的啦。
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有话快说。。。。。。
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是问高中的物理所涵盖的知识吗?
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不知道问是什么?