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物理学背后玄妙的真相

 初见娱乐 2020-08-10

揭秘筷子仙

在一些比较落后的山村,当自己生病或者不舒服时,经常会求助于一些“大仙”。然后“大仙”便用小伎俩来骗钱。殊不知这样非但不能把病治好,还有可能耽误了治疗的最佳时机。

王女士今年68岁,家住山东烟台,从2010年10月末开始经常发高烧,一共高烧9次,每次都超过39℃,直到入院治疗。

“第一次发烧是10月25日,扎了三天点滴就好了,可没过几天又开始发烧了。”王女士说。

王女士的儿子说:“后来我们全家发现一个规律,就是每到周末我妈就会高烧,于是,我妈和我爸看发烧这么有规律就往歪处想了。”

王女士说:“我也是被发烧烧怕了。”于是,就让一个老姐妹帮找“大仙”看看。王女士说,“大仙”拿了一个装满水的碗和三只筷子,把筷子左绕三圈、右绕三圈,然后说几句话就把筷子立在水里了。之后,“大仙”说王女士被一个死去的人缠住了,可把王女士吓坏了,就花了很多钱请“大仙”破灾。

可12月27日,王女士又开始高烧,体温超过40℃,吃了退烧药也不管用,家人叫了急救车把她送到医院就医。检查结果竟然是胆管结石在“作怪”。

据主治医生说,手术前患者已轻度休克,手术时取出了结石,发现胆管里化脓了,再晚送几个小时就会没命了。

无独有偶。还有一些骗子依此来说某某宅子有血光之灾,然后便如法炮制用一个装满水的碗和3根筷子,把筷子左右绕上几圈,再念几句咒语就把筷子立在水里了,之后骗子会说老人在外务工的家人是被死去人的灵魂缠住了。“活见鬼”的老人看见水中立着的筷子就会信以为真,主动花钱请骗子消灾解难。

筷子能立在水里是一个简单的物理知识,水有黏着性,当筷子打湿后,分子引力会使物体聚在一起,筷子就粘一起了,这时筷子头就成了一个不小的平面,稳定性相对较好,只要每根筷子的缝隙都浸了水,就成为一束的整体,自然站起来了。

哈哈镜使人变形的奥妙

哈哈镜跟我们日常用的镜子不同。我们日常见到的镜子镜面很平,照在镜子里的像不会变形,大小比例也不会变。但是照哈哈镜就不同了,我们站在哈哈镜前,会发现自己变得又高又瘦或又矮又胖等各种各样奇异的图像,非常可笑。人们见到自己变成这个模样,都会忍不住地哈哈大笑,由此,人们将这种镜子叫做哈哈镜。

哈哈镜的镜面不是平面的而是曲面的,有的哈哈镜的镜面还是波浪形的,有的商场里又高又粗的柱面镜也可以看做是一种哈哈镜。

当我们站在商场中的这种柱面镜前,会看到自己变得又高又瘦。那么,这种图像是怎样形成的呢?我们可以试想一下,通过镜面上任意一点,作两个互相垂直的截面。一个截面通过圆柱轴线,是竖直的;另一个截面是水平方向的。这样,前一个截面在镜面上得到一条垂线,后一个截面在镜面上得到一个圆。

这样,在镜子的垂直方向的成像规律相当于一个平面镜,而在水平方向上相当于一个球面凸镜。平面镜能形成一个等大正立的虚像,凸镜则能形成一个正立的缩小的虚像。这样,你在镜子里的像,身体宽度缩小了,但高度没有变,就好像被挤瘦了的视觉影像便形成了。

其他的哈哈镜,都可以认为它们的镜面是柱面的一部分。如放倒的柱形柱面镜,我们看到的像正好与前面的相反,是又矮又胖。道理与刚才的一样,只不过水平方向相当于平面镜,而竖直方向相当于球面凸镜的成像规律。

照那种曲面的哈哈镜时,凸出来的部分相当于凸面镜,照出来的像是正立缩小的。凹下去的部分相当于凹面镜,人站得较近的时候,照出来的像是正立放大的;若离得较远时,是倒立缩小的。在哈哈镜上,人像的正常成像比例受到破坏,就会出现一个可笑的形象,人们就会忍俊不禁。

飞机上不能使用个人电子产品

近几年,电子干扰飞机导航事件日益增多,原因主要有两点:一是由于乘客带到飞机上的电子设备逐渐增多;二是由于飞机采用了先进的电子导航系统,而且飞机上很多装置大都是由计算机的电子信号来控制的。

除手机以外,便携式计算机、手持摄像机以及激光唱机、游戏机、剃须刀及电吹风等,都会对飞机的电子导航系统产生干扰。这是为什么呢?

其实,很多电器都能产生电磁辐射,可以发射频谱很宽的电磁波,并且可以产生某种强度的磁场。机上的电子仪器和导航通信设备,都主要由电子信号来控制。在使用一些个人电子用具时,发出的电磁波就会混杂于飞行工作所必须的正常的电波信号内,从而产生的磁场对计算机磁化的驾驶系统进行干扰,造成飞行控制失误。

现在许多国家的航空公司都禁止在飞行中使用手机、计算机以及一切被证实是危及飞行安全的各种装置。即便如此,还经常会发生意外。

科学家们正研究可以使飞机装备不受磁场干扰的防护系统,从而为飞行控制加上防护罩,并且使用光缆来杜绝电子干扰现象。

可是最好的解决办法是乘客一定要遵守乘机规则,不随意使用个人的电子产品。

为什么乘客在飞机降落时要嚼口香糖

有一位乘客是第一次乘坐飞机。飞机着陆前,空中小姐给每位乘客发放口香糖,说是要避免着陆时耳膜胀裂。着陆后,那个头一次乘坐飞机的乘客对小姐说:“对不起,你能告诉我怎样将耳中的口香糖取出来吗?”小姐奇怪地问:“口香糖为什么会进到你的耳朵里呢?”乘客回答:“你不是说口香糖可以防止耳膜胀裂吗?”小姐听后啼笑皆非:“我是让乘客们嚼口香糖,并不是让你把口香糖贴在耳膜上啊!”

这虽然是个笑话,可是嚼口香糖真的可以防止耳膜胀裂吗?

让我们首先搞清楚在飞机着陆时耳朵为什么可能会胀裂。人耳分为外耳、中耳、内耳三部分。外耳和中耳通过它们之间的一层不足1/10毫米厚的薄膜相隔,这就是鼓膜,至于真正能感受声音的,则是内耳和听觉神经。当声波传来时,鼓膜最先受到震动,接着震动就由鼓膜传给中耳,最后传入内耳。

在飞机起飞或降落时,因为有竖直方向的加速度,舱内的气体由于惯性作用相对飞机会向下或向上运动。飞机起飞时,机舱内的气体相对飞机向下部沉降,这时机舱底部的压强将增大、上部的压强将减小。同样,飞机着陆时,相对飞机气体向上部涌去,这时机舱顶部的压强会增大,而下部的压强将减小。

在飞机加速起飞或着陆过程中,鼓膜的外表受外部气压的作用,而这一压强是不断变化的。

如果人闭紧嘴巴,那么闭合的咽喉、声门到口腔、鼓膜问便形成一个封闭系统,其压强不能随外部气压迅速变化。起飞时,外部压强大于内部压强,鼓膜就要向内凹入;反之,着陆时外部压强小于内部压强,鼓膜就会向外凸出。这样,耳朵都会有鼓胀感。当鼓膜受到的张力超过鼓膜所能承受的极限时,鼓膜就会破裂。因此,乘机时嚼口香糖可以缓解压强防止耳膜胀裂。

比萨斜塔怎么就没有倒塌呢

世界上最有名的斜塔是意大利的比萨斜塔,物理学史上著名的伽利略发现自由落体定律的实验就是在这里进行的。

比萨塔并不是人们有意建造成现在这样的斜塔的。但是,由于地基松软等原因,自从建成以后,比萨塔就开始倾斜,几百年来,倾斜得越来越厉害。但是,比萨斜塔并没有倒塌。那么,比萨斜塔为什么没有倒塌,会不会倒塌,什么时候倒塌?

原来,物体不倾倒,必须使整体保持静态平衡,作用在物体重心的重力作用线一定要落在物体的基底面积内。如果通过重心的重力作用线越出基底,马上就会失去平衡,导致物体的倾倒。

比萨斜塔之所以还没有倒塌,正是由于它的重力作用线还在其基底范围内。如果比萨斜塔继续倾斜下去,那么有朝一日,比萨斜塔终究会倒塌的。

比萨斜塔

为了挽救比萨斜塔,世界上的科学家提出了各种方案。我国科学家提出,在塔倾斜方向的反方向的地基上灌注大量的水泥,这样可以将比萨斜塔的重心向反方向移动,从而使塔身不再继续倾斜,甚至可以矫正塔身。

杂技表演中的演员在斜摞着的椅子造型上作各种表演,能够保持平衡而不致倒掉,利用的是同样的道理。也就是说,不论多少个演员或多少张椅子,演员和椅子的合重心的重力作用线一定要落在椅子四脚所围成的基底的面积内。

为什么不弯腿就跳不起来

如果有人问你,能不能不弯腿就跳起来,你可能一下子答不上来。那么现在就试一试吧!你会发现不弯腿根本跳不起来,浑身的劲就像没处使似的。这是什么道理呢?因为,在一般情况下,物体的运动都在遵循一定的客观规律,这就是牛顿定律。其中牛顿第三定律告诉我们:物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必须同时给物体甲一个反作用力,作用力和反作用力大小相等、方向相反且在同一条直线上。比如拍手的时候,右手给右手一个力,左手同时也给右手一个力;桌上放一本书,书对桌面有一个压力,同时,桌面对书也会产生一个支持力。它们都是作用力和反作用力。

我们要从地面上跳起来,必须要使地面对我们有一个作用力。怎样才能使地面对我们施加作用力呢?这就得先要我们对地面有个作用力。我们弯腿、下蹲,然后向上跳,就是在调整腿部肌肉,使肌肉收缩对地面施加力,这样,地面就会同时对我们产生向上的反作用力,借助这个反作用力我们就跳起来了。腿部肌肉对地面的作用力越大,地面对我们的反作用力也越大,因此就跳得越高。如果不弯腿,腿部肌肉无法对地面产生作用力,地面也不会对我们产生反作用力,所以跳不起来。

战斗已经打响,鲁希军团却无人听到声响

许多大城市都矗立着巨大的时钟,悠扬的钟声向周围的人们准确地报告着时间。

你若细心就会发现:夜晚和清晨,钟声听上去很清楚;一到白天,钟声听起来就不太清楚了,有时甚至听不见。有人可能会说:这是因为夜晚和清晨的环境安静,而白天声音嘈杂。

这样的解释,只说对了一部分,并不完全。另一个重要原因是声音会“拐弯”。

声音是靠空气来传播的。它在温度均匀的空气里,是笔直地往前跑;一碰到空气的温度有高有低时,它就尽找温度低的地方走,于是声音就“拐弯”了。

白天,太阳把地面晒热了,接近地面的空气温度远比空中高,钟声发出以后,走不多远就往上拐到温度较低的空中去了。因此在一定距离以外的地面上,钟声听起来就不清楚,再远一点儿,人们就听不见钟声了。夜晚和清晨,空气的冷热情况正好相反,接近地面的气温比空中低,钟声传出以后,就顺着温度较低的地面推进,于是,人们在很远以外也能清晰地听到钟声。看来,“夜半钟声到客船”还真有点科学道理哩!

声音的这种传播属性,会造成一些有趣的现象。在炎热的沙漠里,地面附近的温度极高,如果在50~60米以外有人在大声呼喊,只能看见他的嘴在动,却听不到声音,这是由于喊声发出后,很快被拐到高空中去了。相反,在冰天雪地里,地面附近的温度比空中低,声音全都会沿着地面传播,因此人们大声呼叫时,能传播得远,甚至在1000~2000米以外也能听见。

有时,由于接近地面的空气温度忽高忽低,声音也会跟着拐上拐下,往往造成一些较近区域听不到声音,更远的地方反而能听到声音。1815年6月,在著名的滑铁卢铁役中,战斗打响以后,部署在战场25千米处的格鲁希军团竟无一人听到炮声,因此没能按作战计划及时赶来支援拿破仑。而在更远的地方,隆隆的炮声却清晰可闻。声音的传播性质竟会影响到一个战役的胜败。

隐形飞机可以逃过雷达的“眼睛”

普通飞机往往很难逃过雷达的“眼睛”,但是有一种飞机却可以躲过敌人的雷达监视系统,突然出现在所要打击的敌方军事目标上空,迅速摧毁敌人的飞机、机场甚至雷达系统。由于这种飞机不容易被雷达等监视系统侦察到,就像故事中的隐身人不会被人看到一样,因而这种飞机被称做隐形飞机。

为什么隐形飞机能够逃过雷达等监视系统的侦察呢?

首先,让我们先来看一看雷达等现代监视系统的工作原理。尽管这些监视系统形式多样、性能各异,但都是利用了波,即光波、声波和电磁波的功能。雷达、主动红外探测仪等只有自身发射短波、微波或红外线,然后再接收被测物的反射才能发现目标;而被动红外探测仪和各种光学、声学、目视观察等,则必须利用目标所发出的各种波。切断了波的来路,这些监测系统就成了瞎子或聋子了。

美国F-22隐形战斗机

找到了雷达等监测系统的弱点,隐形飞机在设计上,便在波的吸收和防反射、防发射上大做文章。首先,要尽量减少机身对波的反射。雷达等主动式监测系统所发出的波主要通过两种形式循原路反射回去:一是垂直入射的镜面反射,二是直角形表面的折曲反射。针对这个特点,隐形飞机的机身、机翼、尾翼等均融为一体,各部分之间全部采用平滑过渡;发动机进气道由圆筒改为蛇形管,以减少风扇叶的反射;驾驶舱挡风玻璃向后倾斜,并涂敷透明金属膜,以减少射向舱内的透射波,并使反射散逸开去。其次,在飞机材料的选择上,将机身上涂敷高吸收率的材料,目前主要有结构型复合材料和涂料型粉末材料。前者为多孔形松散结构,使入射波在微孔中反复振荡而衰减;后者是通过材料与电磁波间的各种电磁作用,使电磁波转变成热而散失掉。涂敷隐形材料的机身和防反射系统结合在一起,就使雷达发出的入射波不能被反射回去,从而使雷达等主动监测系统和光学侦察系统致盲。再其次,尽可能降低飞机自身辐射。发动机的隆隆声响,高温部件和高温喷射气流所发出的大量红外线,是被动式监测系统追寻的目标。隐形飞机采用高效、低热、低噪声的发动机,并且在发动机上敷设吸热、消声装置。喷气尾管做得很长,并采用“百叶窗式”换热结构以充分利用机外冷空气降温,使喷出气体的温度降至很少发射出红外线的程度。

采用以上措施设计和制造的隐形飞机,可以比较有效地减少各种波的反射和发射,因而可以隐蔽地接近敌人而不被发觉。但这种飞机造价极高,所以目前只有美国空军装备了隐形飞机。而且,隐形飞机也并不是就能完全不反射、不发射波和红外线,所以各国在研制隐形飞机的同时,也在研制反隐形雷达。

倒啤酒时在杯中会产生大量的气泡

把啤酒倒进酒杯时,会看到有许多气泡从杯底上升。人们普遍认为,这些气泡原本就存在于啤酒之中。但事实上,二氧化碳是溶解在啤酒里的,并不是以气泡形式存在的。这些二氧化碳是怎样变成气泡的?原来,气泡是在杯底、杯壁产生的。在杯底杯壁表面有缺陷或者有尘埃的地方存在气穴。这些容纳有空气的气穴为二氧化碳从啤酒溶液中析出提供了一个液面,由于二氧化碳的进入而形成气泡。

在气泡上作用着浮力和表面张力。由于二氧化碳比啤酒轻些,浮力拉曳气泡离开杯壁。但是,啤酒与气体之间的界面处的表面张力使液面处于紧张状态。由于二氧化碳不断进入气泡,气泡渐渐变大,浮力也随之变大,且最终克服表面张力而使气泡离开杯壁、杯底。气泡漂浮到液面,然后在液面破裂。破裂的原因是:气泡壳层之间的液体在重力作用和壳层内部表面张力相互作用下不断流失,气泡泡壁渐渐变薄,直至从周围的泡沫传来一个偶然的震动,使气泡壳层变薄直至破裂。

水落在油锅里会爆裂

炒菜熬油时,水落到热油锅里,会有爆裂声伴随着四溅的油花,让人躲闪不及。

水落到热油锅里爆裂,跟水和油的沸腾温度有关。水温上升到100℃时沸腾成为水蒸气,而油的沸腾温度在200℃以上。还有一个非常重要的原因,就是水比油重,所以水滴落到热油锅里后,立刻向锅底下沉。

由于锅里的热油温度早已超过沸水温度,会使沉到锅底的水滴温度迅速升高沸腾变成水蒸气,体积膨胀1000多倍。水蒸气又比油轻,所以要从锅底上升,通过油层表面散发出去。

在上升过程中,水蒸气气泡不断推开包围住它的热油,直到突破油层表面后爆裂,发出噼里啪啦的响声。

气泡爆裂时,将油层表在的油一起带了出去,这就是四溅的油花。

反过来,油滴落到热水锅里不会溅起水花的道理也清楚了:油比水轻,100℃的沸水温度,不能把浮在水面上的油煮沸,所以不可能使油爆裂溅起水花。

因此,熬油时,万一因炉火过旺,锅内的油迅速升温而着火燃烧时,千万不能用水浇;往油锅里浇水,水全沉到油层底下,把锅内的油往上抬升,从油锅边上溢出锅外,着火的油在灶台上漫延开来,这时要扑灭它就麻烦了。

正确的做法就是立即用锅盖往着火的油锅上一盖,使油与空气隔绝,火便熄灭了,锅内的油照样还能炒菜。

高空走索表演者手拿一根长长的竹竿

高空走索是一项非常惊险又极具观赏价值的表演项目,20世纪90年代,加拿大高空走索表演者科克伦在我国三峡地区首次高空走索跨过了长江。

维吾尔族达瓦兹(维语:高空走索)艺术世家的传人阿迪力在缺乏资金和没有媒体关注的不利情况下,以大大少于科克伦的时间再次走索跨过了长江。阿迪力一家还多次在全国民运会和各种节庆活动中表演了达瓦兹,赢得了观众们的喝彩和敬佩。

观看高空走索,观众们看到表演者在很细的绳索或钢丝上如履平地,还能轻灵敏捷地做出各种惊险优美的动作,会让观众们紧张得透不过气来,但表演者不用保险绳的保护也不会从绳索上摔下来,这是为什么呢?此外,表演者还要拿着一根长长的竹竿或长棍子,这根长竿难道不会妨碍他做动作吗?

正好与人们的想象相反,表演者手里拿的长竿,不仅不会妨碍表演者做动作,恰恰是使他保持平衡、不易从绳索上掉下来的关键。

我们知道,不论什么物体,要保持平衡,物体的重力作用线(通过重心的竖直线)必须通过支面(物体与支持着它的物体的接触面),如果重力作用线不通过支面,物体就会倒下。

根据物体平衡的条件,就要求高空走索演员始终使自己身体的重力作用线通过支面——悬空的绳索。由于绳索很细,对人的支撑面极小,一般人很难让身体的重力作用线恰巧落在绳索上,这样就随时有从绳索上掉下的危险。手中的长竿可以左右摆动,以调节身体的重心,将身体的重力作用线调整到绳索上,使身体重新恢复平衡。我们有这样的经验,当身体摇晃即将倒下时,我们会下意识地摆动双臂,使身体重新站稳,这是我们依靠摆动双臂来调整身体的重心。杂技演员走钢丝时,也会通过摆动手臂的方法保持平衡。同样道理,高空走索表演者手里拿的长竿,实际充当了延长的手臂的作用,还有长杆转动惯量大,可以有效地帮助表演者在空中保持平衡。

自行车夏天容易爆胎

夏天,自行车在马路上疾行的时候,忽然“啪”的一声,车胎爆裂了。这对骑车人来说是很麻烦的,他必须把自行车推到自行车修理站去修补一番。如果这位骑车人知道空气受热膨胀的道理,他就能设法避免这样的事故。

夏天,不但空气很热,就是地面也被太阳烤得很热。车胎里的空气受热膨胀后,不断地冲击着车胎,想跑出来。如果恰巧碰到这个车胎里的空气打得太足,或者车胎上有薄弱的地方,那么它就会一涌而出,把车胎挤破。

夏天的早晨和中午,室内和室外的温度相差很大。你早上在家把车胎里的气打足了,骑到马路上一跑,车胎里的气受热膨胀了,便急着要找条路跑出来,最后只得把车胎挤破了。

所以,在炎热的夏天,你千万不要把车胎里的气打得过足。

遥控器遥控的秘密

近年来,家用电器也在走向智能化和遥控化。遥控技术越来越多地应用于家用电器,控制电源开关是遥控技术在家用电器中最广泛的应用。

家用电器的遥控开关,可以用声波、超声波、无线电波和红外线来控制,应用最多的是红外线遥控。

红外线是一种肉眼看不到的电磁波,波长在无线电波与可见光波之间,约为0.75~1000微米。

红外线遥控开关由红外线发射器和接收器两部分组成。发射器就是我们拿在手里的遥控器,遥控器里主要包括调制器和红外线发射管,可以对10米范围以内的家用电器遥控。红外线发射管能发射出一定波长的红外线,调制器能把控制开关的低频控制信号“载”在红外线上。所以,从红外线发射器发射出来的红外线,就包含了控制信号。

红外线遥控开关的接收器则安装在家用电器的正面面板上,它里面有接收管、抗干扰电路、解调器、开关控制器等。接收管是一种硅光敏三极管,通过光电效应,能将照射在它上面的红外线转变成电子信号。抗干扰电路能鉴别和排除周围环境中的红外线干扰信号。解调器能将“载”在红外线上的低频控制信号“卸”下来,送入开关控制器,使电源开关接通或断开。

红外线好比是飞机,低频控制信号好比是乘客。红外线起到将控制信号从发射器运送到接收器的作用,好比飞机将乘客从甲地载到了乙地。真正起控制作用的,还是红外线上“载”着的低频控制信号,红外线不过是载运控制信号的工具而已。

遥控开关不仅能用来控制电源开关,也能用来控制电视机选择频道、音量的大小以及电风扇的调速、空调器的温度等。

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