初中物理校本教材-《物理之窗》內容

僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考第一章物理學發(fā)展簡史引言物理學的發(fā)展經歷了漫長的歷史時期，本文將其劃分為三個階段：古代、近代和現(xiàn)代，并逐一進行簡要介紹其主要成就及特點，使物理學的發(fā)展歷程顯得清晰而明了。一、古代物理學時期古代物理學時期大約是從公元前8世紀至公元15世紀，是物理學的萌芽時期。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse物理學的發(fā)展是人類發(fā)展的必然結果，也是任何文明從低級走向高級的必經之路。人類自從具有意識與思維以來，便從未停止過對于外部世界的思考，即這個世界為什么這樣存在，它的本質是什么，這大概是古代物理學啟蒙的根本原因。因此，最初的物理學是融合在哲學之中的，人們所思考的，更多的是關于哲學方面的問題，而并非具體物質的定量研究。這一時期的物理學有如下特征：在研究方法上主要是表面的觀察、直覺的猜測和形式邏輯的演繹；在知識水平上基本上是現(xiàn)象的描述、經驗的膚淺的總結和思辨性的猜測；在內容上主要有物質本原的探索、天體的運動、靜力學和光學等有關知識，其中靜力學發(fā)展較為完善；在發(fā)展速度上比較緩慢。在長達近八個世紀的時間里，物理學沒有什么大的進展。古代物理學發(fā)展緩慢的另一個原因，是歐洲黑暗的教皇統(tǒng)治，教會控制著人們的行為，禁錮人們的思想，不允許極端思想的出現(xiàn)，從而威脅其統(tǒng)治權。因此，在歐洲最黑暗的教皇統(tǒng)治時期，物理學幾乎處于停滯不前的狀態(tài)。直到文藝復興時期，這種狀態(tài)才得以改變。文藝復興時期人文主義思想廣泛傳播，與當時的科學革命一起沖破了經院哲學的束縛。使唯物主義和辯證法思想重新活躍起來。科學復興導致來，這一時期，力學、數(shù)學、天文學、化學得到了迅速發(fā)展。二、近代物理學時期近代物理學時期又稱經典物理學時期，這一時期是從 16世紀至19世紀，是經

典物理學的誕生、發(fā)展和完善時期。近代物理學是從天文學的突破開始的。早在公元前4世紀，古希臘哲學家亞里士多德就已提出了“地心說”，即認為地球位于宇宙的中心。公元140年，古希臘天文學家托勒密發(fā)表了他的13卷巨著《天文學大成》，在總結前人工作的基礎上系統(tǒng)地確立了地心說。根據(jù)這一學說，地為球形，且居于宇宙中心，靜止不動，其他天體都繞著地球轉動。這一學說從表觀上解釋了日月星辰每天東升西落、周而復始的現(xiàn)象，又符合上帝創(chuàng)造人類、地球必然在宇宙中居有至高無上地位的宗教教義，因而流傳時間長達 1300余年公元15世紀，哥白尼經過多年關于天文學的研究，創(chuàng)立了科學的日心說，寫出“自然科學的獨立宣言”一一《天體運行論》，對地心說發(fā)出了強有力的挑戰(zhàn)。16世紀初，開普勒通過從第谷處獲得的大量精確的天文學數(shù)據(jù)進行分析，先后提出了行星運動三定律。開普勒的理論為牛頓經典力學的建立提供了重要基礎。從開普勒起，天文學真正成為一門精確科學，成為近代科學的開路先鋒。近代物理學之父伽利略，用自制的望遠鏡觀測天文現(xiàn)象，使日心說的觀念深入人心。他提出落體定律和慣性運動概念，并用理想實驗和斜面實驗駁斥了亞里士多德的“重物下落快”的錯誤觀點，發(fā)現(xiàn)自由落體定律。他提出慣性原理，駁斥了亞里士多德外力是維持物體運動的說法，為慣性定律的科學逐漸從哲學中分裂出建立奠定了基礎。伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學真正的開端。16世紀，牛頓總結前人的研究成果，系統(tǒng)的提出了力學三大運動定律，完成了經典力學的大一統(tǒng)。16世紀后期創(chuàng)立萬有引力定律，樹立起了物理學發(fā)展史上一座偉大的里程碑。之后兩個世紀，是電學的大發(fā)展時期，法拉第用實驗的方法，完成了電與磁的相互轉化，并創(chuàng)造性地

提出了場的概念。19世紀，麥克斯韋在法拉第研究的基礎上，憑借其高超的數(shù)學功底，創(chuàng)立了了電磁場方程組，在數(shù)學形式上完成了電與磁的完美統(tǒng)一，完成了電磁學的大一統(tǒng)。與此同時，熱力學與光學也得到迅速發(fā)展，經典物理學逐漸趨于完善。三、現(xiàn)代物理學時期現(xiàn)代物理學時期，即從19世紀末至今，是現(xiàn)代物理學的誕生和取得革命性發(fā)展時期。19世紀末，當力學、熱力學、統(tǒng)計物理學和電動力學等取得一系列成就后，許多物理學家都認為物理學的大廈已經建成，后輩們只要做一些零碎的修補工作就行了。然而，兩朵烏云的出現(xiàn)，打破了物理學平靜而晴朗的天空。第一朵烏云是邁克爾孫-莫雷實驗：在實驗中沒測到預期的“以太風”，即不存在一個絕對參考系，也就是說光速與光源運動無關，光速各向同性。第二朵烏云是黑體輻射實驗：用經典理論無法解釋實驗結果。這兩朵在平靜天空出現(xiàn)的烏云最終導致了物理學的大翻地覆的變革。20世紀初，愛因斯坦大膽地拋棄了傳統(tǒng)觀念，創(chuàng)造性地提出了狹義相對論，永久性地解決了光速不變的難題。狹義相對論將物質、時間和空間緊密的聯(lián)系在一起，揭示了三者之間的內在聯(lián)系，提出了運動物質長度收縮，時間膨脹的觀點，徹底顛覆了牛頓的絕對時空觀，完成了人類歷史上一次偉大的時空革命。十年之后，愛因斯坦提出等效原理和廣義協(xié)變原理的假設，并在此基礎上創(chuàng)立了廣義相對論，揭示了萬有引力的本質，即物質的存在導致時空彎曲。相對論的創(chuàng)立，為現(xiàn)代宇宙學的研究提供了強有力的武器。物理學的第二朵烏云一一黑體輻射難題，則是在普朗克，愛因斯坦，玻爾等一大批物理學家的努力下，最終導致了量子力學的產生與興起。普朗克引入了“能量子”的假設，標志著量子物理學的誕生，具有劃時代的意義。愛因斯坦，對于新生“量子嬰兒”，表現(xiàn)出熱情支持的態(tài)度。并于1905年提出了“光量子”假設，把量子看成是輻射粒子，賦予量子的實在性，并成功地解釋了光電效應實驗，捍衛(wèi)和發(fā)展了量子論。隨后玻爾在普朗克和愛因僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考斯坦“量子化”概念和盧瑟福了“原子核核式結構”模型的影響下提出了氫原子的玻爾模型。德布羅意把光的“波粒二象性”推廣到了所有物質粒子，從而朝創(chuàng)造描寫微觀粒子運動的新的力學一一量子力學邁進了革命性的一步。他認為輻射與粒子應是對稱的、平等的，輻射有波粒二象性，粒子同樣應有波粒二象性，即對微粒也賦予它們波動性。薛定川則用波動方程完美解釋了物質與波的內在聯(lián)系，量子力學逐漸趨于完善。量子力學與相對論力學的產生成為現(xiàn)代物理學發(fā)展的主要標志， 其研究對象由低速到高速，由宏觀到微觀，深入到廣垠的宇宙深處和物質結構的內部，對宏觀世界的結構、運動規(guī)律和微觀物質的運動規(guī)律的認識，產生了重大的變革。其發(fā)展導致了整個物理學的巨大變革，奠定了現(xiàn)代物理學的基礎。隨后的幾十年即從1927年至今，是現(xiàn)代物理學的飛速發(fā)展階段，這一期間產生了量子場論、原子核物理學、粒子物理學、半導體物理學、現(xiàn)代宇宙學、現(xiàn)代物理技術等分支學科，物理學日漸趨于成熟。四、經典物理學發(fā)展史古希臘時代的阿基米德已經在流體靜力學和固體的平衡方面取得輝煌成就，但心 當時將這些歸入應用數(shù)學，并沒有將他的成果特別是他的精確實驗和嚴格的數(shù)學論證方法汲入物理學中。從希臘、羅馬到漫長的中世紀，自然哲學始終是亞里士多德的一統(tǒng)天下。到了文藝復興時期，哥白尼、1H布魯諾、開普勒和伽利略不顧宗教的迫害，向舊傳統(tǒng)挑戰(zhàn)，其中伽利阿基米德略把物理理論和定律建立在嚴格的實驗和科學的論證上，因此被尊稱為物理學或科學之父。伽利略的成就是多方面的，僅就力學而言，他以物體從光滑斜面下滑將在另一斜面上升到同一高度，推論出如另一斜面的傾角極小，為達到同一高度，物體將以勻速運動趨于無限遠，從而得出如無外力作用，物體將運動不息的結論。他精確地測定不同重量的物體以同一加速度沿光滑斜面下滑，并推論出物體自由下落時的加速度及其運動方程，駁倒了亞里士多德重物下落比輕物快的結論，并綜合水平方向的勻速運動和垂直地面方向的勻加速運動得出拋物線軌跡和45°的最大射程角，伽利略還分析“地常動移而人不知”，提出著名的“伽利略相對性原理”（中國的成不得用于商業(yè)用途

書于1800年前的《尚書考靈曜》有類似結論）。但他對力和運動變化關系的分析仍是錯誤的。全面、正確地概括力和運動關系的是牛頓的三條運動定律，牛頓還把地面上的重力外推到月球和整個太陽系，建立了萬有引力定律。牛頓以上述的四條定律并運用他創(chuàng)造的“流數(shù)法”（即今微積分初步），解決了太陽系中的二體問題，推導出開普勒三定律，從理論上解決了地球上的潮汐問題。史稱牛頓是第一個綜合天上和地上的機械運動并取得偉大成就的物理學家。 與此同時，幾何光學也有很大發(fā)展，在16世紀末或17世紀初，先后發(fā)明了顯微鏡和望遠鏡，開普勒、伽利略和牛頓都對望遠鏡作很大的改進。法國在大革命的前后，人才輩出，以P.S.M.拉普拉斯為首的法國科學家（史稱拉普拉斯學派）將牛頓的力學理論發(fā)揚光大，把偏微分方程運用于天體力學，求出了太陽系內三體和多體問題的近似解，初步探討并解決了太陽系的起源和穩(wěn)定性問題，使大體力學達到相當完善的境界。在牛頓和拉普拉斯的太陽系內，主宰大體運動的已經不是造物主，而是萬有引力，難怪拿破侖在聽完拉普拉斯的太陽系介紹后就問 ：你把上帝放在什么地位？無神論者拉普拉斯則直率地回答 ：我不需要這個假設。拉普拉斯學派還將力學規(guī)律廣泛用于剛體、流體和固體，加上W.R.哈密頓、G.G.斯托克斯等的共同努力，完善了分析力學，把經典力學推進到更高階段。該學派還將各種物理現(xiàn)象如熱、光、電、磁甚至化學作用都歸于粒子間的吸引和排斥，例如用光子受物質的排斥解釋反射，光微粒受物質的吸引解釋折射和衍射，用光子具有不同的外形以解釋偏振，以及用熱質粒子相互排斥來解釋熱膨脹、蒸發(fā)等等，都一度取得成功，從而使機械的唯物世界觀統(tǒng)治了數(shù)十年。正當這學派聲勢燎赫、如日中天時，受到英國物理學家 「楊和這個學派的后院法蘭西科學院及科學界的挑戰(zhàn)，J.B.V.傅里葉從熱傳導方面，「楊、D.F.J.阿拉戈、A.-J.菲涅耳從光學方面，特別是光的波動說和粒子說（見光的二象性）的論爭在物理史上是一個重大的事件。為了駁倒微粒說，年輕的土木工程師菲涅耳在阿拉戈的支持下，制成了多種后以他的姓命名的干涉和衍射設備，并將光波的干涉性引入惠更斯的波陣面在介質中傳播的理論，形成惠更斯-菲涅耳原理，還大膽地提出光是橫波的假設，并用以研究各種光的偏振及偏振光的干涉，他創(chuàng)造了“菲涅耳不得用于商業(yè)用途

波帶”法，完滿地說明了球面波的衍射，并假設光是以太的機械橫波解決了光在不同介質界面上反射、折射的強度和偏振問題，從而完成了經典的波動光學理論。菲涅耳還提出地球自轉使表面上的部分以太漂移的假設并給出曳引系數(shù)。也在阿拉戈的支持下，J.B.L.傅科和A.H.L.菲佐測定光速在水中確比空氣中為小，從而確定了波動說的勝利，史稱這個實驗為光的判決性實驗。此后，光的波動說及以太論統(tǒng)治了19世紀的后半世紀，著名物理學家如法拉第、麥克斯韋、開爾文等都對以太論堅信不疑。另一方面，利用干涉儀內干涉條紋的移動，可以精確地測定長度、速度、曲率的極微細的變化；利用棱鏡和衍射光柵產生的光譜，可以確定地上和天上的物質的成分及原子內部的變化。因此這些光學儀器已成為物理學、分析化學、物理化學和天體物理學中的重要實驗手段。蒸汽機的發(fā)明推動了熱學的發(fā)展，18世紀60年代在J.瓦特改進蒸汽機的同時，他的摯友J.布萊克區(qū)分了溫度和熱量，建立了比熱容和潛熱概念，發(fā)展了量溫學和量熱學，所形成的熱質說和熱質守恒概念統(tǒng)治了80多年。在此期間，盡管發(fā)現(xiàn)了氣體定律，度量了不同物質的比熱容和各類潛熱，但對蒸汽機的改進幫助不大，蒸汽機始終以很低的效率運行。175成法國科學院堅定地否決了永動機。1807年「楊以“能”代替萊布尼茲的“活力”，1826年J.V.彭賽列創(chuàng)造了“功”這個詞。179孫和179孫，朗福德和H.戴維分析了摩擦生熱，向熱質說挑戰(zhàn)；J.P.焦耳從19世紀40年代起到1878年，花了近40年時間，用電熱和機械功等各種方法精確地測定了熱功當量；生理學家J.R.邁爾和H.von亥姆霍茲，更從機械能、電能、化學能、生物能和熱的轉換，全面地說明能量既不能產生也不會消失，確立了熱力學第一定律即能量守恒定律。在此前后， 1824#,S.卡諾根據(jù)他對蒸汽機效率的調查，據(jù)熱質說推導出理想熱機效率由熱源和冷卻源的溫度確定的定律。文章發(fā)表后并未引起注意。后經R.克勞修斯和開爾文分別提出兩種表述后，才確認為熱力學第二定律。克勞修斯還引入新的態(tài)函數(shù)嫡；以后，始、亥姆霍茲函數(shù)、吉布斯函數(shù)等態(tài)函數(shù)相繼引入，開創(chuàng)了物理化學中的重要分支一一熱化學。熱力學指明了發(fā)明新熱機、提高熱機效率等的方向，開創(chuàng)了熱工學；而且在物理學、化學、機械不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途工程、化學工程、冶金學等方面也有廣泛的指向和推動作用。這些使物理化學開創(chuàng)人之一W奧斯特瓦爾德曾一度否認原子和分子的存在，而宣揚“唯能論”，視能量為世界的最終存在。但另一方面，J.C.麥克斯韋的分子速度分布率（見麥克斯韋分布）和L.玻耳茲曼的能量均分定理把熱學和力學綜合起來，并將概率規(guī)律引入物理學，用以研究大量分子的運動，創(chuàng)建了氣體分子動力論（現(xiàn)稱氣體動理論） ，確立了氣體的壓強、內能、比熱容等的統(tǒng)計性質，得到了與熱力學協(xié)調一致的結論。玻耳茲曼還進一步認為熱力學第二定律是統(tǒng)計規(guī)律，把嫡同狀態(tài)的概率聯(lián)系起來，建立了統(tǒng)計熱力學。任何實際物理現(xiàn)象都不可避免地涉及能量的轉換和熱量的傳遞，熱力學定律就成為綜合一切物理現(xiàn)象的基本規(guī)律。經過20世紀的物理學革命，這些定律仍然成立。而且平衡和不平衡、可逆和不可逆、有序和無序乃至漲落和混沌等概念，已經從有關的自然科學分支中移植到社會科學中。在19世紀20年代以前，電和磁始終認為是兩種不同的物質，因此，盡管1600年W吉伯發(fā)表《論磁性》，對磁和地磁現(xiàn)象有較深入的分析，1747年B.富蘭克林提出電的單流質理論，闡明了正電和負電，但電學和磁學的發(fā)展是緩慢，1800年A.伏打發(fā)明伏打電堆，人類才有能長期供電的電源，電開始用于通信；但要使用一個電弧燈，就需聯(lián)接2千個伏打電池，所以電的應用并不普及。1920年H.C.奧斯特的電流磁效應實驗，開始了電和磁的綜合，電磁學就迅猛發(fā)展，幾個月內，通過實驗A.-M.安培建立平行電流間的安培定律，并提出磁分子學說， J.-B.畢奧和F.薩伐爾建立載流導線對磁極的作用力（后稱畢-薩-拉定律），阿拉戈發(fā)明電磁鐵并發(fā)現(xiàn)磁阻尼效應，這些成就奠定了電磁學的基礎。1831年M.法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，磁的變化在閉合回路中產生了電流，完成了電和磁的綜合，并使人類獲得新的電源。1867年W.von西門子發(fā)明自激發(fā)電機,又用變壓器完成長距離輸電，這些基于電磁感應的設備，改變了世界面貌，創(chuàng)建了新的學科一一電工學和電機工程。法拉第還把場的概念引入電磁學；1864年麥克斯韋進一步把場的概念數(shù)學化，提出位移電流和有旋電場等假設，建立了麥克斯韋方程組，完善了電磁理論，并預言了存在以光速傳播的電磁波。但他的成就并沒有即時被理解，直到 H.R.赫茲完成這組方程的微分僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考形式，并用實驗證明麥克斯韋預言的電磁波，具有光波的傳播速度和反射 、折射干涉、衍射、偏振等一切性質，從而完成了電磁學和光學的綜合，并使人類掌握了最快速的傳遞各種信息的工具，開創(chuàng)了電子學這門新學科。直到19世紀后半葉，電荷的本質是什么，仍沒有搞清楚，盛極一時的以太論，認為電荷不過是以太海洋中的渦元。 H.A.洛倫茲首先把光的電磁理論與物質的分子論結合起來，認為分子是帶電的諧振子，1892年起，他陸續(xù)發(fā)表“電子論”的文章，認為1859年J.普呂克爾發(fā)現(xiàn)的陰極射線就是電子束；189以提出洛倫茲力公式，它和麥克斯韋方程相結合，構成了經典電動力學的基礎；并用電子論解釋了正常色散、反常色散（見光的色散）和塞曼效應。1897年J.J.湯姆孫對不同稀薄氣體、不同材料電極制成的陰極射線管施加電場和磁場，精確測定構成陰極射線的粒子有同一的荷質比，為電子論提供了確切的實驗根據(jù)。電子就成了最先發(fā)現(xiàn)的亞原子粒子。189成W.K.倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，延伸了電磁波譜，它對物質的強穿透力，使它很快就成為診斷疾病和發(fā)現(xiàn)金屬內部缺陷的工具。1896年A.-H.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性，1898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性更強的新元素一一針和鐳，但這些發(fā)現(xiàn)一時尚未引起物理學界的廣泛注意。20世紀的物理學到19世紀末期，經典物理學已經發(fā)展到很完滿的階段，許多物理學家認為物理學已接近盡頭，以后的工作只是增加有效數(shù)字的位數(shù)。開爾文在 19世紀最后一個除夕夜的新年祝詞中說：“物理大廈已經落成，……動力理論確定了熱和光是運動的兩種方式，現(xiàn)在它的美麗而晴朗的天空出現(xiàn)兩朵烏ZT,一■朵出現(xiàn)在光的波動理論，另一朵出現(xiàn)在麥克斯韋和玻耳茲曼的能量均分理論?！鼻罢咧傅氖且蕴坪瓦~克耳孫-莫雷測量地球對（絕對靜止的）以太速度的實驗，后者指用能量均分原理不能解釋黑體輻射譜和低溫下固體的比熱。恰恰是這兩個基本問題和開爾文所忽略的放射性，孕育了20世紀的物理學革命。1905年A.愛因斯坦為了解決電動力學應用于動體的不對稱（后稱為電動力學與伽利略相對性原理的不協(xié)調），創(chuàng)建了狹義相對論，即適用于一切慣性參考系的相對論。他從真空光速不變性出發(fā)，即在一切慣性系中，運動光源所射出的光的速度都是同一值，推出了同時的相對性和動系中尺縮、鐘慢的結論，完滿地解釋了洛倫茲不得用于商業(yè)用途

為說明邁克耳孫-莫雷實驗提出的洛倫茲變換公式，從而完成了力學和電動力學的綜合。另一方面，狹義相對論還否定了絕對的空間和時間，把時間和空間結合起來，提出統(tǒng)一的相對的時空觀構成了四度時空；并徹底否定以太的存在，從根本上動搖了經典力學和經典電磁學的哲學基礎，而把伽利略的相對性原理提高到新的階段，適用于一切動體的力學和電磁學現(xiàn)象。但在動體或動系的速度遠小于光速時，相對論力學就和經典力學相一致了。經典力學中的質量、能量和動量在相對論中也有新的定義，所導出的質能關系為核能的釋放和利用提供了理論準備。 1915年，愛因斯坦又創(chuàng)建廣義相對論，把相對論推廣到非慣性系，認為引力場同具有相當加速度的非慣性系在物理上是完全等價的，而且在引力場中時空是彎曲的，其曲率取決于引力場的強度，革新了宇宙空間都是平直的歐幾里得空間的舊概念。但對于范圍和強度都不很大的引力場如地球引力場，可以完全不考慮空間的曲率，而對引力場較強的空間如太陽等恒星的周圍和范圍很大的空間如整個可觀測的宇宙空間，就必須考慮空間曲率。因此廣義相對論解釋了用牛頓引力理論不能解釋的一些天文現(xiàn)象，如水星近日點反常進動、光線的引力偏析等。以廣義相對論為基礎的宇宙學已成為大文學的發(fā)展最快的一個分支。另一方面，1900年M.普朗克提出了符合全波長范圍的黑體輻射公式， 并用能量量子化假設從理論上導出，首次提出物理量的不連續(xù)性。1905年愛因斯坦發(fā)表光量子假設，以光的波粒二象性，解釋了光電效應；1906年又發(fā)表固體熱容的量子理論； 191孫N.玻爾（見玻爾父子）發(fā)表玻爾氫原子理論，用量子概念準確地地計算出氫原子光譜的巴耳末公式，并預言氫原子存在其他線光譜，后獲證實。1918年玻爾又提出對應原理，建立了經典理論通向量子理論的橋梁；192的L.V.德布羅意提出微觀粒子具有波粒二象性的假設，預言電子束的衍射作用； 192成W泡利發(fā)表泡利不相容原理，W.K.海森伯在M.玻恩和數(shù)學家E.P.約旦的幫助下創(chuàng)立矩陣力學，P.A.M.狄拉克提出非對易代數(shù)理論；1926年E.薛定川根據(jù)波粒二象性發(fā)表波動力學的一系列論文，建立了波函數(shù)，并證明波動力學和矩陣力學是等價的，遂即統(tǒng)稱為量子力學。同年6月玻恩提出了波函數(shù)的統(tǒng)計解釋，表明單個粒子所遵循的是統(tǒng)計不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考性規(guī)律而非經典的確定性規(guī)律； 1927年海森伯發(fā)表不確定性關系； 1928年發(fā)表相對論電子波動方程，奠定了相對論性量子理論的基礎。由于一切微觀粒子的運動都遵循量子力學規(guī)律，因此它成了研究粒子物理學、原子核物理學、原子物理學、分子物理學和固體物理學的理論基礎，也是研究分子結構的重要手段，從而發(fā)展了量子化學這個化學新分支。差不多同時，研究由大量粒子組成的粒子系統(tǒng)的量子統(tǒng)計法也發(fā)展起來了，包括1924年建立的玻色 -愛因斯坦分布和 1926年建立的費米 -狄拉克分布，它們分別適應于自旋為整數(shù)和半整數(shù)的粒子系統(tǒng)。 稍后，量子場論也逐漸發(fā)展起來了。 1927年，狄拉克首先提出將電磁場作為一個具有無窮維自由度的系統(tǒng)進行量子化的方案，以處理原子中光的自發(fā)輻射和吸收問題。 1929年海森伯和泡利建立了量子場論的普遍形式，奠定了量子電動力學的基礎。通過重正化解決了發(fā)散困難，并計算各階的輻射修正，所得的電子磁矩數(shù)值與實驗值只相差2.5X10-10,其準確度在物理學中是空前的。量子場論還正向統(tǒng)一場論的方向發(fā)展，即把電磁相互作用、弱相互作用、強相互作用和引力相互作用統(tǒng)一在一個規(guī)范理論中，已取得若干成就的有電弱統(tǒng)一理論、量子色動力學和大統(tǒng)一理論等?！皩嵺`是真理的唯一標準”，物理學也同樣遵循這一標準。一切假說都必須以實驗為基礎，必須經受住實驗的驗證。但物理學也是思辨性很強的科學，從誕生之日起就和哲學建立了不解之緣。無論是伽利略的相對性原理、牛頓運動定律、動量和能量守恒定律、麥克斯韋方程乃至相對論、量子力學，無不帶有強烈的、科學的思辨性。有些科學家例如在 19世紀中主編《物理學與化學》雜志的 J.C.波根多夫曾經想把思辨性逐出物理學，先后兩次以具有思辨性內容為由，拒絕刊登邁爾和亥姆霍茲的論能量守恒的文章，終為后世所詬病。要發(fā)現(xiàn)隱藏在實驗事實后面的規(guī)律，需要深刻的洞察力和豐富的想像力。 多少物理學家關注8-p之謎，唯有華裔美國物理學家李政道和楊振寧，經過縝密的思辨，檢查大量文獻，發(fā)現(xiàn)謎后隱藏著未經實驗鑒定的弱相互作用的宇稱守恒的假設。而從物理學發(fā)展史來看，每一次大綜合都促使物理學本身和有關學科的很大發(fā)展，而每一次綜合既以建立在大量精確的觀察、實驗事實為基礎，也有深刻的思辨內容。因此一般的物理工作者和物理教師，為了更好地應用和傳授物理知識，也應從物理學的整個體系出發(fā)，理解其中的重要不得用于商業(yè)用途概念和規(guī)律。五、應用物理學應用物理學是廣泛應用于生產各部門的一門科學，有人曾經說過，優(yōu)秀的工程師應是一位好物理學家。物理學某些方面的發(fā)展，確實是由生產和生活的需要推動的。在前幾個世紀中，卡諾因提高蒸汽機的效率而發(fā)現(xiàn)熱力學第二定律，阿貝為了改進顯微鏡而建立光學系統(tǒng)理論，開爾文為了更有效地使用大西洋電纜發(fā)明了許多靈敏電學儀器；在 20世紀內，核物理學、電子學和半導體物理、等離子體物理乃至超聲學、水聲學、建筑聲學、噪聲研究等的迅速發(fā)展，顯然和生產、生活的需要有關。因此，大力開展應用物理學的研究是十分必要的。另一方面，許多推動社會進步，大大促進生產的物理學成就卻肇始于基本理論的探求，例如：法拉第從電的磁效應得到啟發(fā)而研究磁的電效應，促進電的時代的誕生；麥克斯韋為了完善電磁場理論，預言了電磁波，帶來了電子學世紀； X射線、放射性乃至電子、中子的發(fā)現(xiàn),都來自對物質的基本結構的研究。從重視知識、重視人才考慮，尤應注重基礎理論的研究。因此為使科學技術達到世界前列，基礎理論研究是絕不能忽視的。六、展望未來展望 21世紀的前夕，科學家將從本學科出發(fā)考慮百年前景。物理學是否將如前兩三個世紀那樣，處于領先地位，會有一番爭議，但不會再有一位科學家像開爾文那樣，斷言物理學已接近發(fā)展的終端了。能源和礦藏的日漸匱乏，環(huán)境的日漸惡化，向物理學提出解決新能源、新的材料加工、新的測試手段的物理原理和技術。對粒子的深層次探索，解決物質的最基本的結構和相互作用，將為人類提供新的認識和改造世界的手段，這需要有新的粒子加速原理，更高能量的加速器和更靈敏、更可靠的探測器。實現(xiàn)受控熱核聚變，需要綜合等離子體物理、激光物理、超導物理、表面物理、中子物理等方面知識，以解決有關的一系列理論技術問題?？傊?，隨著新的技術革命的深入發(fā)展，物理學也將無限延伸。七、結論物理學的發(fā)展史，也是人類從愚昧走向成熟，從低級走向高級的歷史。物理學的每一次大發(fā)展，都使人類的思想境界上升到了一個新的高度。相對于整個宇宙范圍來說，當今人類的文明尚處于一個較低的層次，并處于正在向第一文明等級發(fā)展不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途的歷程中。在這個發(fā)展的歷程中，科學無疑是第一推動力，而在科學的眾多分支中,物理學無疑是這一推動力的最先進的代表。第二章 生產和生活中的物理、生活中的物理?生活中的物理小常識（一）生活小常識1、跳高運動員為什么要助跑？跳高運動員能騰起越過橫桿,靠的是助跑的慣性力和起跳蹬地的支撐反作用力跳高運動員能騰起越過橫桿,靠的是助跑的慣性力和起跳蹬地的支撐反作用力由于慣性力的方向是水平向前的，而支撐反作用力是垂直（或近似垂直）向上的,所以起跳后的身體重心沿著一個拋物線軌跡運動。這個拋物線軌跡的高度，取決于起跳時騰起初速度和騰起角的大小，也就是說，騰起初速度和騰起角是增加跳高高度的關鍵。一般說來，應該盡可能增大這兩項數(shù)值。最大騰起角為90度。然而，由于跳高不是單純的垂直向上運動，越過橫桿還必須有一個向前的力量；再則，還須充分利用水平速度來增大騰起初速度,因此，騰起角應小于90度。至于騰起初速度，則和運動員的素質和技術的熟練程度密切相關。騰起初速度越大，跳得就越高。當騰起角一定時，騰起初速度是起決定作用的。2、為什么可以用吸管“喝”汽水？這是生活中常見的現(xiàn)象，在嘴還沒有從管內吸氣時，管內外液面是相平的。這時，管內外液面上的氣體壓強相等；在嘴從管內吸氣時，管內氣體減少，管內液面上的壓強也減少，這時管子內液面上的氣體壓強小于管外作用的液面上的大氣壓。所以，我們說這個現(xiàn)象的原因是大氣壓作用的結果。喝汽水時，首先要將管子插入汽水里，當嘴吸氣里，管內便有一部分氣體被吸進嘴里，便造成了管內剩余氣體體積變大，壓強

變小，且小于管外的大氣壓，因而在管外大氣壓的作用下，汽水便沿管子上升，被吸進嘴里。3、暖水瓶為什么能保溫？熱的傳遞方式有三種：熱對流，熱傳導，熱輻射。熱的對流主要發(fā)生在液體和氣體之間，熱流上升，冷流下降，通過不斷循環(huán)達到動態(tài)平衡，熱的傳導發(fā)生在熱的導體上，熱從高溫的一端向低溫一端傳導，熱的輻射不需要媒介，它通過輻射的方式向低溫處傳熱。暖水瓶的瓶膽與外殼之間是空氣，空氣是熱的不良導體，熱傳導降低了許多，瓶膽內部光滑如鏡，降低了輻射，所以暖水瓶能保溫。4、熟雞蛋在冷水里浸一下就容易剝殼？要弄清這個問題，我們首先必須知道水在這一過程中起什么作用？在我們所遇到物質中，除少數(shù)幾種以外,大多數(shù)都有“熱脹冷縮”這樣一種物理特性。但是，各種物質的伸縮程度又各不相同。雞蛋是由于硬的蛋殼和軟的蛋白、蛋黃組成的，它們的伸縮情況也不一樣。在溫度變化不大或溫度變化均勻時，還顯不出什么，但一到溫度劇烈變化時，蛋白和蛋殼的步調就不一致了，當煮得滾熱的雞蛋驟然浸到冷水里時，冷水使它的溫度發(fā)生很大的變化。蛋殼猛然收縮。蛋白還處在原有溫度沒縮小體積，這時候就有一部分蛋白被蛋殼擠壓進蛋的空頭處，隨后，蛋白又因溫度漸漸降低，也逐漸收縮，由于蛋白、蛋殼和蛋黃的收縮程度不同，這就形成了蛋白與蛋黃的脫離。因此，剝起來就不會連蛋殼帶肉一起下來了。5、電梯上的特殊感覺?“超重”和“失重”是兩種物理現(xiàn)象，地球上任何事物都受重力的作用。如果有力使物體克服重力作向上加速運動，那么就會呈現(xiàn)超重現(xiàn)象。如果物體沿著重力作向下加速運動，就會呈現(xiàn)失重現(xiàn)象。6、觸電的人是被電"吸"住了嗎?常聽人們有這種說法：觸電時人被電吸住了，抽不開。實際上這個說法是錯誤的。我們知道，不論是否存在電流，在一般情況正導線中，電器中的正、負電荷的電量是相等的，對外的靜電作用是相互抵消。僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途即使局部地方偶爾出現(xiàn)少許正、負電荷但不相等，其靜電引力也是微不足道的。但是問題出現(xiàn)了，人手觸電時，為什么有時不把手抽回來？難道不想抽回來？顯然是被吸住了抽不回來。對這一提問可用電流的生理效應來解釋。人手觸電時，由于電流的刺激，手會由痙攣到麻痹。即使發(fā)出抽回手的指令，無奈手已無法執(zhí)行這一指令了。調查表明，絕大多數(shù)觸電死亡者，都是手的掌心或手指與掌心的同側部位觸電。剛觸電時，手因條件反射而彎曲，而彎曲的方向恰使手不自覺地握住了導線。這樣，加長了觸電時間，手很快地痙攣以致麻痹。 這時即使想到應松開手指、抽回手臂，已不可能，形似被 "吸住 "了。如若觸電時間再長一點，人的中樞神經都已麻痹，此時更不會抽手了。 這些過程都是在較短的時間內發(fā)生的。如手的背面觸電，對一般的民用電，則不容易導致死亡，有經驗的電工為了判斷用電器是否漏電而手邊又無驗電筆，有時就用食指指甲一面去輕觸用電器外殼。若漏電，則食指將因條件反向而彎曲，彎曲的方向又恰是脫離用電器的方向。這樣，觸電時間很短，不致有危險。當然，電壓很高，這樣作也會發(fā)生危險。7、空氣和太陽光為了解釋這種物理現(xiàn)象，首先簡單了解一些空氣和太陽光的知識?？諝馐窃诘厍蛲饷姘囊粚印胺缽椧隆?，保護著地球上生物不受紫外線的照射。空氣并不是空的，是由很多的微粒組成。其中 99％是氮氣和氧氣，其余則是別的氣體 （如二氧化碳、惰性氣體等 ）、小水滴和來源于工廠的粉塵、風中的揚沙、火山爆發(fā)的巖灰等漂浮微粒。但是空氣的成分并不是固定的，這依賴于所在的位置、天氣和其他的不固定因素 （如森林、海洋以及火山爆發(fā)和污染的嚴重與否 ）。光是能量以電磁波傳播的一種方式， 在真空中的傳播速度為每秒 30萬千米。光和其他波 （比如聲波）不同的是具有波粒二象性。這是因為光是由一種無質量的粒子——光子組成，所以光不但具有波的特性，還有粒子的特性。光傳遞能量的大小與光的頻率成正比，而光的頻率正好決定其顏色。但我們的眼睛只能看到其中特定頻率范圍內的光， 稱之為可見光，頻率過高 （紫外線）和過低（紅外線），我們都看不見。對于太陽光，牛頓首先用三棱鏡發(fā)現(xiàn)其中包含著赤、橙、黃、綠、藍、靛和紫7種顏色。可以用一個小實驗即可觀察到“七彩陽光” 。取裝入水的玻璃缸放在房子僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考中陽光入射的地方，然后在水中放一面小鏡子，用一張白紙接收從盆中小鏡子反射的光，根據(jù)光的折射原理，即可從白紙上看到一個漂亮的人造彩虹。在 7種不同的光中，紅光波長最長 （頻率最低），紫光波長最短 （頻率最高）。我們肉眼所看到的是它們的混合結果。8、天空為什么是藍色的？除非有外界干擾，光都是以直線傳播的。當光在空氣中傳播時，不可避免要遇到空氣中的氣體分子和其他微粒。這些微粒對光有吸收、反射和散射等物理作用，正是這些物理作用使得晴日里天空成為蔚藍色。正確解釋天空為什么是藍色始于 1859年?？茖W家泰多爾首先發(fā)現(xiàn)藍光要比紅光散射強得多，這就是“泰多爾效應” 。幾年之后，科學家瑞利更詳細地研究了這種現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)散射強度與波長的 4次方成反比。后來，更多科學家稱這種現(xiàn)象為“瑞利散射”。瑞利散射很容易通過下面一個小實驗來驗證：用一個盛滿水的水杯，然后往水杯中滴入幾滴牛奶，用手電筒做光源，從水杯的一側照射，從水杯的另一側看到的是紅光，而從垂直于光線的方向看到的卻是藍色 （在黑暗處的效果更明顯 ）。當時，泰多爾和瑞利都認為天空的藍色是由于空氣中有小的粉塵微粒和小水滴所致，這些小的粉塵微粒和小水滴就類似于水中的牛奶懸浮顆粒。即便今天，也有許多人這樣認為。事實上并非如此，如果天空完全是由于小的粉塵微粒和小水滴引起的，那么天空的顏色將隨著濕度而變， 事實上天空的顏色隨著濕度的變化非常小，除非下雨或者烏云密布。后來科學家猜測用空氣中的氮氣和氧氣分子足以解釋天空中的“泰多爾效應” 。這種猜測最終被愛因斯坦所證實，他對這種散射效應作了詳細的計算，并且計算結果與實驗相符合。我們所看到的藍天是因為空氣分子和其他微粒對入射的太陽光進行選擇性散射的結果。散射強度與微粒的大小有關。當微粒的直徑小于可見光波長時，散射強度和波長的 4次方成反比，不同波長的光被散射的比例不同，此亦成為選擇性散射。當太陽光進入大氣后，空氣分子和微粒 （塵埃、水滴、冰晶等 ）會將太陽光向四周散射。組成太陽光的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫 7種光中，紅光波長最長，紫光波長最短。波長比較長的紅光透射性最大，大部分能夠直接透過大氣中的微粒射向地面。而波長較短的藍、靛、紫等色光，很容易被大氣中的微粒散射。以入射的太陽不得用于商業(yè)用途

光中的藍光(波長為0.425pm)和紅光(波長為0.650^m)為例，當光穿過大氣層時，被空氣微粒散射的藍光約比紅光多5.5倍。因此晴天天空是蔚藍的。但是，當空中有霧或薄云存在時，因為水滴的直徑比可見光波長大得多，選擇性散射的效應不再存在，不同波長的光將一視同仁地被散射，所以天空呈現(xiàn)白茫茫的顏色。如果說短波長的光散射得更強，你一定會問為什么天空不是紫色的。其中一個原因就是在太陽光透過大氣層時，空氣分子對紫色光的吸收比較強，所以我們所觀測到的太陽光中的紫色光較少，但并不是絕對沒有，在雨后彩虹中我們很容易觀察到紫色的光。另外一個原因和我們的眼睛本身有關。在我們的眼睛中，有3種類型的接收器，分別稱之為紅、綠和藍錐體，它們只對相應的顏色敏感。當它們受到外界的光刺激時，視覺系統(tǒng)會根據(jù)不同接受器受到刺激的強弱重建這些光的顏色，也就是我們所看到物體的顏色。事實上，紅色錐體和綠色錐體對藍色和紫色的刺激也有反映，紅錐體和綠錐體同時接受到陽光的刺激，此時藍錐體接收到藍光的刺激較強，最后它們聯(lián)合的結果是藍色的，而不是紫色的。9、家電節(jié)能(1)照明節(jié)電日光燈具有發(fā)光效率高、光線柔和、壽命長、耗電少的特點，一盞14瓦節(jié)能日光燈的亮度相當于75瓦白熾燈的亮度，所以用日光燈代替白熾燈可以使耗電量大大降低。在走廊和衛(wèi)生間可以安裝小功率的日光燈?？措娨晻r，只開1瓦節(jié)電日光燈，既節(jié)約用電，收看效果又理想。還要做到人走燈滅，消滅“長明燈”。(2)電視機節(jié)電電視機的最亮狀態(tài)比最暗狀態(tài)多耗電50?60%音量開得越大，耗電量也越大。所以看電視時，亮度和音量應調在人感覺最佳的狀態(tài)，不要過亮，音量也不要太大。這樣不僅能節(jié)電，而且有助于延長電視機的使用壽命。有些電視機只要插上電源插頭，顯像管就預熱，耗電量為 6?8瓦。所以電視機關上后，應把插頭從電源插座上拔下來。(3)電冰箱節(jié)電電冰箱應放置在陰涼通風處，決不能靠近熱源，以保證散熱片很好地散熱。使用時，盡量減少開門次數(shù)和時間。電冰箱內的食物不要塞得太滿，食物之間要留有空隙，以便冷氣對流。準備食用的冷凍食物，要提前在冷藏室里慢不得用于商業(yè)用途

慢融化，這樣可以降低冷藏室溫度，節(jié)省電能消耗。(4)洗衣機節(jié)電洗衣機的耗電量取決于電動機的額定功率和使用時間的長短。電動機的功率是固定的，所以恰當?shù)販p少洗滌時間，就能節(jié)約用電。洗滌時間的長短，要根據(jù)衣物的種類和臟污程度來決定。一般洗滌絲綢等精細衣物的時間可短些，洗滌棉、麻等粗厚織物的時間可稍長些。如果用洗衣機漂洗，可以先把衣物上的肥皂水或洗衣粉泡沫擰干，再進行漂洗，既可以節(jié)約用電，也減少了漂泊次數(shù)，達到節(jié)電的目的。(5)電風扇節(jié)電一般扇葉大的電風扇，電功率就大，消耗的電能也多。同一臺電風扇的最快檔與最慢檔的耗電量相差約40%在快檔上使用1小時的耗電量可在慢檔上使用將近2小時。所以，常用慢速度，可減少電風扇的耗電量。10、為什么蝦片用油一炸就會脹大？蝦片是用熟淀粉制作的。制作時在里面形成的許多微孔中都封閉進一些空氣。由于這些微孔非常細小，所以我們用肉眼看不出來。把蝦片放進熱油鍋里，一方面熟淀粉遇熱就要軟化，另一方面微孔中的空氣受熱就要急劇膨脹。里面的空氣要向外擠，外面的熟淀粉又軟化了，于是蝦片立刻被脹大了。等到溫度一降低，外面的淀粉又硬化后，蝦片就變得又松又脆，胖乎乎的了。11、為什么通常女人比男人更容易仰浮在水面上？夏天，我們一起去游泳，幾個男同學試著仰浮在水面上不動，他們發(fā)現(xiàn)，總是腳向下沉。而旁邊的幾個女同學卻可以仰浮在水面上。這是為什么呢？我們知道，人的平均密度是在1.0xl03kg/m3左右變化，當人憋住一口氣，人的密度小于水的密度，人應當能漂在水面上；但是男人的密度比女人的密度大，這是因為女人身體內脂肪所占的比率高于男人，女人體內脂肪約占體重的20%,而男人體內脂肪約占體重的15%左右。這樣女人比男人更容易被水托起來。止匕外，從體形上看，男、女差別也決定了女人比男人更容易浮在水面。男人的整個身體中體積最大的是胸部，因此，水對男人的浮力的作用點在靠近肺部的附近，而由于腳的重力，男人的重心在偏離肺部的臀部附近，這一對力不作用在一條直線上，產生了轉動的效果腳向下沉。不得用于商業(yè)用途女人整個身體中體積最大的部位是臀部，浮力對女人的作用點在臀部附近，其重心在臀部稍上一點的地方，兩個力的作用線離得很近，稍加調整人的姿態(tài)，就可以便浮力與重力在同一條直線上，達到二力平衡，使女人浮在水面上比男人要穩(wěn)得多。男人若想平穩(wěn)地仰浮在水面，可將兩臂舉過頭頂平伸出去，使重心上移可減少腳下沉的趨勢。12、為什么泡菜壇子的上方要有一個環(huán)狀水槽?有一種制做泡菜的壇子，陶制的容器上方有環(huán)狀水槽。把泡菜湯和需泡制的萊放進壇后，將碗倒扣在環(huán)狀水槽上，并在水槽內加適量的水，就可以泡制泡菜了。泡制泡菜是乳酸菌對菜進行加工的過程，乳酸菌是厭氧菌，也就是說腌制泡菜應在隔絕空氣的條件下進行。環(huán)狀水槽上倒扣一個碗，加適量水后，水槽被碗邊分成了兩個底都相通的容器，即連通器，根據(jù)連通器原理，碗邊內外的水面相平。這樣壇內外的空氣被水隔開。空氣不能進入壇內,保證了壇內的化學變化正常進行。另外，壇內發(fā)生化學變化產生了氣體，當壇內氣壓大于壇外大氣壓強時，這部分氣體還可以通過環(huán)狀水槽的底部的水排出壇外。可見環(huán)狀水槽起著隔絕空氣和單向閥門兩個作用，在泡制泡菜的過程中起著關鍵的作用。如果你家正在用泡菜壇子泡制泡菜的話，千萬別忘了給環(huán)狀水槽添水，因為水槽淺，盛不了多少水，很容易蒸發(fā)完，使泡菜壇內外氣體相通，使泡菜湯發(fā)生霉變，長了一層白毛，只好將其全部倒掉，那多可惜呀！13、濕襪子為什么粘腳？襪子穿在腳上，腳踩在水中，襪子濕透了，這時要把襪子脫下來可費勁了，就好像粘在腳上一樣。 有人說，這是水有粘性，是水把襪子和腳粘在了一起，這種說法不準。是空氣把襪子和腳粘在了一起，同時水分子之間的引力也起了作用。干襪子和腳之間原來有一層空氣，襪子的內外層都受到大氣壓的作用，脫襪不必克服大氣壓的壓力。襪子濕透了，襪子和腳之間的空氣都排掉了，襪子的空隙充滿了水以后成了一個封閉的整體，外面的空氣進不到襪子和腳之間，大氣壓從襪子外面把襪子緊緊地壓在腳上，所以脫濕襪子還要克服大氣壓力很不容易。不是襪子不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考粘在了腳上，而是被壓在腳上。另外，襪子和腳上都有水，水分子之間有引力，脫襪子時還要多克服水分子問的吸引。由于上述兩個原因，脫濕襪子比脫干襪子困難一些。14、風箏為什么能升上大？每年的春天，北京的風箏會一下多起來，無論是天安門廣場，還是新建的立交橋邊的空地上，都有不少的大人小孩興致勃勃地把五顏六色、各式各樣的風箏放上天空。這些風箏在藍天上翩翩起舞，十分壯觀。但是你知道風箏為什么會飛上天嗎有人說風箏是風吹上天的，說的不全對，紙片被風吹上天不一會兒就自己落到地面來。風箏被線拉著與風吹來的方向有一定的角度，當風刮到風箏上的時候，由于風箏的阻擋風的方向發(fā)生改變，風箏給風一股力量，使風轉變了方向。根據(jù)牛頓第三定律，作用力與反作用力的大小相等，方向相反，分別作用在相互作用的兩個物體。風也就給風箏一個反作用力，這個力使風箏向上，向遠方飄去，這時只要適當?shù)胤砰_拉住風箏的細線，風就把風箏送上了天空。當人拉緊細線，細線對風箏的拉力與風對風箏的作用力方向相反，不讓風箏遠去。風箏在這兩個力的作用下，懸在半空中。如果風速太小，風對風箏的作用力不足以支持風箏的重力和細線的拉力，風箏就會從高處向下跌落。一般靠近地面的風力較小，必須設法使風箏達到一定的高度,才能自動上升到更高處，線在空中飄浮。因此人們往往拉著風箏迎著風跑，或登到高處使吹到風箏上的風速大一些，使風箏飛升上大。15、乘飛機時，乘務員為什么要發(fā)給乘客口香糖？當你乘飛機旅行時，乘務員總是要在飛機起飛前發(fā)給你口香糖，這是不是為了給你的旅行增加甜蜜的味道？不是，而是為了減輕你在飛行中的不適。我們知道大氣層空氣的密度是變化的，大氣壓強隨著高度的增加而減少。雖然我們的大型民航客機的機艙是密封的，但是在飛機起飛、降落和航行中，機艙內空氣的壓強還是會有較大的變化。人在地面時，地面的大氣壓強為1個大氣壓左右，人的耳咽管及內耳道內空氣的壓強也是一個大氣壓左右，當飛機升入高空之后，機艙內的空氣壓強降低，而內耳及耳咽管封閉著一個大氣壓的氣體，造成鼓膜內外有個壓強差，使鼓膜受到從內耳向外耳的壓力作用，使人感到頭暈、惡心，甚至于出現(xiàn)嘔吐等不舒服的癥狀。這時只要張開嘴，作咀嚼、吞咽動作，耳咽管就會開啟與空氣相通，使內耳中的空氣壓強與機艙內的氣壓相同，使加在鼓膜上的壓強差消失。為了幫助你能打開你的耳咽管減輕乃至消除由于氣壓變化給你帶來的不適，乘務員發(fā)給你口香糖，是為了讓你輕松地、甜蜜地渡過這個難關。我們從這個實例中可以知道，當你周圍環(huán)境的氣壓作較劇烈變化的時候，主動張嘴，使內、外耳壓強保持一致，是保護耳朵的好辦法之一。16、為什么公共汽車后面的窗子是不打開的？當你坐在疾馳的公共汽車中的時候，是否發(fā)現(xiàn)，汽車的后窗總是關閉的，這是怎么回事，為什么在很熱的夏季，都不打開車的后窗呢？如果有一條小魚在茫茫的大海里游泳，水面是不會產生什么波浪的。如果大鯨魚游來就會激起滾滾的浪花。這是由于鯨的身體很大，它要占據(jù)很大的體積，當他往前游的時候，它離開的地方就會有水補充進來，因此，鯨的尾部常常出現(xiàn)巨大的浪頭。公共汽車也是這樣的，在車身剛經過的地方，就要有空氣來補充，因此，空氣就由兩旁和后面這些地方涌來，形成一股渦流?？諝獾臏u流卷起地上的塵土，緊跟在汽車后面，卷起一個大灰柱；這就是我們看到的汽車后面的飛揚的塵土。如果我們把公共汽車的后面的窗子打開，那么空氣必然夾帶著塵土，一個勁地往車里擠。因此，公共汽車后面的窗子，大多是不打開的。17、公共廁所里的自動沖水水箱為什么能定時沖水？在公共廁所里常見到定時自動放水沖洗的裝置，它是根據(jù)虹吸現(xiàn)象制造的衛(wèi)生設備。虹吸現(xiàn)象在日常生活中常見。拿一根裝滿水的長橡皮管， V]兩頭用手捏住，把它的一頭插入放在桌子上的水桶里，讓橡皮管另一端掛在水桶的外邊，掛在外邊的橡皮管較長。松開捏著皮管里兩端的手，不得用于商業(yè)用途水桶里的水就會源源不斷地流出來，直到水桶里的水位降到管子口的下方為止。這是因為橡皮管里灌滿了水，大氣壓強壓著水流入橡皮管，由于橡皮管的出水口低于桶里的水位，產生了壓強差，水就順著管子流了出來。這就是虹吸現(xiàn)象。打開水龍頭，向高懸于廁所房頂?shù)乃鋬茸⑺?。當注進的水的水位，低于虹吸管上端彎曲的部分因為管內有空氣不會發(fā)生虹吸現(xiàn)象。當注進水位高于水管上方彎曲部分時，水管內灌滿了水，發(fā)生虹吸現(xiàn)象，水箱的水自動地沖出來沖洗下水道，直到水位下降到彎管進水口之下。接著又開始第二次儲水的過程。水儲滿了之后又發(fā)生虹吸現(xiàn)象，只要進水量調得合理，就能保證水槽定時，定量沖水。18、為什么下水管要穿出樓頂？現(xiàn)在的樓房里的廚房和廁所都要安裝較粗的下水管，這是因為下水道的空管里有空氣，空氣要占據(jù)空間，水管里的廢水如果不能把空氣擠出去，廢水就會堵在下水管的上端，流不下去，下水管的上端穿出屋頂，就給下水道里的空氣留了出路。廢水往下流把空氣往上擠，讓空氣流到樓頂?shù)拇髿庵腥ィ瑥U水才會順順當當?shù)赝铝?。生活中也有這樣的實例。我們用漏斗向瓶中灌油時，若漏斗緊壓在瓶口，瓶中的空氣排不出去，油就停在漏斗中不漏到瓶子里。當我們把漏斗從瓶中提起，使漏斗與瓶口之間出現(xiàn)空隙，漏斗中的油就會順利地流到瓶中。這是因為瓶中的空氣從瓶口和漏斗之間排出瓶外，不再堵住漏斗的油向下流。19、夏天冰棍會什么會冒汽？夏天，由于外面的氣溫比冰棍的溫度高得多，冰棍一旦遇到空的氣就要融化，融化時要從周圍的空氣中吸收大量的熱，使空氣的溫度下降。平時空氣里含有一定量的水蒸氣，由于溫度突然降低，就喜事達到飽和或過飽和狀態(tài)。也就是說，冰棍周圍的空氣由于溫度降低，便容納不下原來所含的那么多水蒸氣了。在這種情況下，多余的水蒸氣就結成微小的水珠，形成一團團飄浮著的霧狀水滴，經光線照射，就成了白色的水汽。20、服裝的顏色“冬不穿白，豆不穿黑?！边@是人們從生活實踐中總結出來的經驗，你知道它包含的科學道理嗎？太陽不僅給人們送來光明，而且還送來了大量的輻射熱。對于輻射熱來說，黑色也是只吸收，不反射，而白色正好相反。白色的東西能夠反射所有顏色的光線，因此看起來就是白色的；而黑色的東西卻能吸收所有顏色的光線，沒有光線反射回來，所以看起來就是黑色的了。一般說來，深色的東西，對太陽光和輻射熱，吸收多，反射少；而淺色的東西，則反射多，吸收少。因此，夏天人們都喜歡穿淺色衣服，像白色、灰色、淺藍、淡黃等，這些顏色能把大量的光線和輻射熱反射掉，使人感到涼爽；冬季穿黑色和深藍色的衣服最好，它們能夠大量地吸收光和輻射熱，人自然就感到暖和了。21、多孔的凍豆腐豆腐本來是光滑細嫩的，冰凍以后，它的模樣為什么會變得象泡沫塑料呢？豆腐的內部有無數(shù)的小孔，這些小孔大小不一，有的互相連通，有的閉合成一個個小“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4c時，它的密度最大，體積最?。坏?c時，結成了冰，它的體積不是縮小而是脹大了，比常溫時水的體積要大10%￡右。當豆腐的溫度降到0c以下時，里面的水分結成冰，原來的小孔便被冰撐大了，整塊豆腐就被擠壓成網(wǎng)絡形狀。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。凍豆腐經過烹調，這些孔洞里都灌進了湯汁，吃起來不但富有彈性，而且味道也格外鮮美可口。22、爆米花為什么會膨脹？“砰！”隨著一聲巨響，爆米花的香氣便飄散開來。爆米花個大粒圓，酥脆芳香,是很受歡迎的一種膨體食品。大米經過爆米機一加工，體積陡然脹大好多倍，難怪人們風趣地把爆米機稱作“糧食擴大器”哩！那么，米粒是怎樣被擴大的呢？我們知道，密封在容器中的氣體，都有一個特別的脾氣:溫度增高，壓強就增大。給爆米機加熱的時候，密封在罐里的空氣的壓強逐漸增大；同時，裝在里面的大米逐漸被加熱，貯存在米里的水分也逐漸蒸發(fā)出來，聚積在鐵罐內。罐的溫度不斷升高，罐內的氣壓越來越大，這種高壓阻止米中水分繼續(xù)蒸發(fā)，使殘存在米中的水分也逐漸升溫升壓，一個個米粒象憋不得用于商業(yè)用途足了氣的小氣球，只因為受到罐內氣壓的約束，它們才不能爆開。當罐內氣壓升高到2—3個大氣壓的時候，便停止加熱。這時，爆米花的師傅拿一條長布袋套在爆米機的口上，然后打開蓋子。說時遲，那時快，在一聲巨響中，大米噴到布袋里了。高溫高壓的米粒突然進入氣壓較低的環(huán)境中，憋在米粒中的高溫高壓水分，失去了約束力，便急驟膨脹，使米粒迅速脹大，變成了爆米花。透過爆米花，使我們看到了“高溫高壓”的巨大力量。節(jié)日的焰火、鞭炮，工地上的爆破，工廠里的蒸汽錘，大力士蒸汽火車頭……它們那種有聲有色的表演，都是“高溫高壓”導演出來的。隨著科學技術的發(fā)展，它已成為生產上的強大動力。23、接地放電地球是良好的導體，由于它特別大，所以能夠接受大量電荷而不明顯地改變地球的電勢，這就如同從海洋中抽水或向海洋中放水，并不能明顯改變海平面的高度一樣。如果用導線將帶電導體與地球相連，電荷將從帶電體流向地球，直到導體帶電特別少，可以認為它不再帶電。生產中和生活實際中往往要避免電荷的積累，這時接地是一項有效施。24、為什么尖端會放電？通常情況下空氣是不導電的，但是如果電場特別強，空氣分子中的正負電荷受到方向相反的強電場力，有可能被“撕”開，這個現(xiàn)象叫做空氣的電離。由于電離后的空氣中有了可以自由移動的電荷，空氣就可以導電了。空氣電離后產生的負電荷就是電子，失去電子的原子帶正電，叫做正離子。由于同種電荷相互排斥，導體上的靜電荷總是分布在表面上，而且一般說來分布是不均勻的，導體尖端的電荷特別密集,所以尖端附近空氣中的電場特別強，使得空氣中殘存的少量離子加速運動。這些高速運動的離子撞擊空氣分子，使更多的分子電離。這時空氣成為導體，于是產生了尖端放電現(xiàn)象。25、爆炸時寂靜區(qū)是怎樣形成的？在離爆炸地點往北遠隔160km的地方，人們卻很清楚地聽到了這次爆炸聲。音怎么會跳躍到這么遠的地方去？中間的寂靜區(qū)是怎樣形成的呢？僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考聲音傳播的速度與溫度有關，溫度越高聲速越大。在大氣下層，溫度隨高度的升高而降低；在較高的氣層中氣溫又隨高度的增加而升高。在這種情況下，聲波的射線開始向上彎曲，隨后發(fā)生全反射現(xiàn)象而射回地面。到地面又可發(fā)生反射。發(fā)生反射的地方均可聽到聲音。如反射很強，則此過程還可繼續(xù)進行下去。沿著地面?zhèn)鞑ィ曇羰莻鞑贿h的。因為地面上到處都有樹木、山丘、建筑物以及其它許多凹凸不平的東西，聲波遇到這些障礙物就會發(fā)生反射或吸收。阿爾卑斯山隧道里的爆炸聲，則經過隧道弧形壁反射而形成聲音的聚焦；聲音被集中起來后，傳播出去：它沿地面只傳播了 30kmi這強大的聲流又向空中傳播，聲音的射線不斷彎工，恰又礦碰到了北方約80km處濃厚的云；變反射到遠隔160km的地區(qū)去。這樣，在30km和160km之間變出現(xiàn)了寂靜區(qū)。在戰(zhàn)爭中，如果發(fā)生這種奇異現(xiàn)象，指揮員不容易聽到寂靜區(qū)背后的槍炮聲，就會造成重大的傷亡。26、為什么汽車大都用后輪驅動？同學們可能會發(fā)現(xiàn)：我們常見的汽車中大都是用發(fā)動機通過一根長長的傳動軸帶動后輪轉動，來使汽車前進的，這叫做后輪驅動。為什么不用發(fā)動機直接驅動前輪，這樣不更方便嗎？其實汽車大都用后輪驅動有兩個方面的原因：第一，汽車的最大牽引力從實質上來說就是地面對汽車的最大靜摩擦力。通過對摩擦力的學習我們知道：最大靜摩擦力比滑動摩擦力稍大一點，而滑動摩擦力除了與車輪、路面之間的情況（即接觸面的粗糙程度）有關之外，還與車輪對路面的壓力成正比；另一方面，車輪對路面壓力的大小既與載重量大小有關，還與貨物在車上的位置有關。而我們知道，貨物和人一般都在汽車的后半部。一般地，汽車前輪的壓力占汽車載重量的 1／4，后輪的壓力占汽車載重量的 3／4。另外，即使將貨物放在靠近前輪的地方，車上的貨物由于慣性一般也會向后移，使后輪對地面的壓力自動增加。所以要把汽車設計為后輪驅動。因此，汽車用后輪驅動可以增大汽車的牽引力。第二，如果汽車用前輪驅動，前輪既要轉向又要驅動，將汽車的傳動和方向機構合并在一起很復雜，駕駛員操縱方向盤比較麻煩也很費力，也不方便。所以，通常少見前輪驅動的載貨車。不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人參考不得用于商業(yè)用途不得用于商業(yè)用途但是，貨物裝載機一般卻用前輪驅動、后輪轉向，這是因為裝載機的載貨斗在前邊，前輪對地面的壓力比后輪大得多。有些為獲更大牽引力的汽車，如越野汽車、輪式拖拉機等用前后輪同時驅動的裝置，但是這些車輛在道路不是特別坎坷、泥濘的情況，還是用后輪驅動，這樣可以提高行駛的速度。27、為什么熟雞蛋能豎立旋轉？把一只煮熟的雞蛋放在桌上旋轉，如果用力合適，它轉著轉著就會豎立起來,而生雞蛋就不會這樣。英國和日本科學家對這一現(xiàn)象作出了物理學解釋。熟雞蛋在旋轉過程中豎立起來，這看上去是違反物理規(guī)律的，因為它的重心升高，整個系統(tǒng)的能量似乎增加了?？茖W家在 28日出版的英國《自然》雜志上報告說，事實上是熟雞蛋的部分旋轉能量在蛋殼與桌面之間的摩擦力作用下轉換成了一個水平方向的推力，使熟雞蛋的長軸方向改變，在一系列的搖晃震蕩中由水平變?yōu)榇怪?。而生雞蛋的內核是液態(tài)，會吸收旋轉能量，使它不能轉化為推力，因此生雞蛋在旋轉時不會豎立起來。科學家說，產生這一現(xiàn)象的關鍵是蛋殼與桌面間的摩擦力要恰到好處。在完全光滑的桌子上，旋轉的雞蛋不會豎立起來。而桌面太粗糙了也不行。止匕外，雞蛋的旋轉速度也要合適，在大約每秒10轉的臨界速度以下，雞蛋不會豎立起來。科學家還發(fā)現(xiàn)，雞蛋能否豎立起來與其旋轉的初始方向沒有關系，而且雞蛋也能以任一端立著旋轉。28、滑翔翼是怎樣上升的？在自然界中，除了有水平方向的風外，還有從地面吹往天空、豎直方向的風?；枰砣绻龅搅诉@種上升氣流，就會同它一起上升。滑翔翼（及任何其它使用上升氣流的飛行器）翱翔的基本規(guī)則是尋找上升氣流，并飛到里面去。上升氣流有多種成因，最常見的是山脊氣流和熱氣流。當水平方向的風吹到障礙物 （在這里是山脊）上時，它被迫沖往上方，這就是山脊氣流。當某處地面 （水面）被太陽曬熱，并將熱量傳導給附近的空氣時，熱空氣上升，就形成熱氣流。一般而言，山脊氣流沿山脈呈帶狀分布，飛行員在其中來回穿梭。而熱氣流則始于地面上的某一點，呈柱狀或熱氣泡狀上升，飛行員在該區(qū)內盤旋上升

29、飛行當中的溫度變化情況怎樣？滑翔翼可在溫度低至零下數(shù)度的冬季飛行，也可在赤日炎炎的沙漠地區(qū)飛行。高度每升高300米，空氣溫度將下跌4華氏度。因此，飛行員在高空飛行中必須經受較低的氣溫。夏季，如果你計劃飛到3600-4200米以上，就需要穿著能保暖的衣服，以免受凍。30、玩滑翔翼對體格有特殊要求嗎？對飛行員的年齡、性別、體重和身高有無限制？幾乎人人都可以飛滑翔翼。如果您能肩扛23-32公斤的東西慢跑，您就能夠學會飛滑翔翼。當然飛行并不需要您特別大力，因為您的體重是由吊帶、而不是您的雙臂負擔的。但在惡劣天氣下的長時間飛行就需要有較穩(wěn)健的耐力。飛行員在循序漸進的學習中，可以逐步地提高這種耐力。飛滑翔翼的人從十幾歲到八十幾歲的人都有。這項運動對心理的要求大過對生理的要求。如果一個人的心智足夠成熟，能夠對關乎其生命安全的事件做出正確的判斷，并能有適當?shù)姆磻?，就可以說他到了適合飛行的年齡了。飛行主要靠的是平衡感和耐力，而不是李元霸那樣的蠻力。所以無論男女都可以成為優(yōu)秀的飛行員。當然，性別比例因地而異。在美國，約有 10%-15貓滑翔翼飛行員是女性。飛行員的體重也不太重要，關鍵是他們必須使用適合他們尺寸的傘具。較重的飛行員需要大號傘具，較輕的飛行員則需要較小號的傘具。一般滑翔翼飛行員的體重約在40到110公斤之間。體重不在本范圍內的人就不容易找到適合他們使用的傘具了。當然，特別胖的人可以使用特別設計的雙人傘。身高與能不能飛行之間也沒有必然的關系。當然，一般傘具是為1.5-2.0米高的人設計的。對于身高不在本范圍內的人，傘具和鞍具都要做適當?shù)男薷摹?1、靜脈輸液中的物理知識靜脈輸液時，要求在輸液過程中，保持滴點的速度幾乎不變。通過觀察封閉式靜脈輸液用的部分裝置,結合氣體壓強、液體壓強的知識我們不難說明其道理。輸液時，醫(yī)生先將葡萄糖液瓶倒掛，然后將通氣僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考僅供個人參考管上的通氣針插入，這時通氣管與葡萄糖液瓶內部連通，葡萄糖液有一部分進入通氣管內。但我們注意到進入的量并不多，通氣管內的液面遠比葡萄糖液瓶內的液面要低。接著醫(yī)生就把點滴玻璃管和輸液管連好，然后將輸液管通過針頭與葡萄糖液瓶內部相連。調節(jié)橡皮管上的夾子，葡萄糖水就開始均勻地一滴一滴在點滴玻璃管內下落了。首先，當插入通氣管后，為什么通氣管內的液面遠低于葡萄糖液瓶內的液面。由于葡萄糖液瓶內的空氣是密閉的。當通氣管和葡萄糖液瓶內接通時，部分葡萄糖液已進入通氣管，這樣葡萄糖液瓶內部的液面就有所下降，瓶內空氣的體積就會增大，壓強就要減小。正是由于瓶內空氣壓強減小，小于外界大氣壓，所以導致了通氣管內的液面與葡萄糖液瓶內液面之間出現(xiàn)了上述的高度差。其次，我們來分析輸液時葡萄糖液瓶內的壓強情況：我們知道，液體壓強是隨深度增加而增大的。液體越深壓強越大，這樣液流速度就越快。在輸液開始后，葡萄糖液瓶內的液面持續(xù)下降，瓶內空氣壓強減小，因而通氣管內的液體由于受到外界穩(wěn)定的大氣壓強的作用，很快被壓回到葡萄糖液瓶內。當通氣管（包括針頭）內沒有了葡萄糖液后，其針頭頂端開口處的小液片就剛好在上下都是一個大氣壓強的作用下平衡。小液片的上部受到向下的壓強是瓶內空氣壓強以及葡萄糖液產生的壓強。小液片的下部受到向上的壓強是外界大氣壓強。當瓶內液面繼續(xù)下降而導致瓶內空氣壓強略有下降時，小液片就不再平衡，它讓開一個“缺口” ，氣泡就冒上了瓶內空氣之中。瓶內空氣量增多，壓強就稍有增大，通氣管針頭頂端開口處的小液片又在上下都是一個壓強的作用下重新平衡。這佯，在整個輸液過程中，通氣管針頭頂端開口處的小液片受到的向下的壓強基本保持在一個大氣壓強的水平，不會因瓶內液面的下降而變化。由于圖中通氣管針頭頂端所處水平面液體的壓強基本保持不變，因而在它下面一定距離的點滴玻璃管上端口液體的壓強也基本保持不變。 這樣，就對穩(wěn)定滴點速度起到了積極作用。32、公路標志牌、線、車牌為什么反光很強？反光涂料是運用微棱鏡晶體回歸反射原理，在其它遠距離的光源照射下也能產生強烈的反光效果并反射回發(fā)光處 ,無需外加電源， 就達到了在黑暗中如同燈光的功效。汽車牌照以及道路指示牌采用高折射率玻璃微珠后半表面鍍鋁作為后向反射器，不得用于商業(yè)用途

具有極強的逆向回歸反射性能，能將85%的光線直接反射回光源處，回歸反射所造成的反光亮度，可使駕駛人員和帶光源的夜間或視野不佳的情況下清楚地看見行人或障礙目標，確保雙方安全。汽車牌照的反光原理就是平時所說的回歸反射，道路上的交通標、志警示牌也是同一類產品，它是通過內藏的玻璃微珠（也有裸露型）來實現(xiàn)的。根據(jù)反射強度一般可分為幾大類：高強級，車牌級，工程級和廣告級。這些標志牌很多都是用反光的涂料做的。這些涂料用到了反光膜。反光膜產品是一種用途廣泛的新型光學材料。它是根據(jù)薄透鏡成象原理，將玻璃微珠均勻單層鑲嵌在有機樹脂中作為光學原件，用樹脂多層層疊而成的貼膜。用其制作的反光標志牌能將入射光線按原路回歸反射，其反光亮度比一般油漆標志牌亮幾十至幾百倍。產品廣泛應用于公路、鐵路、港航、機場、礦山，消防、車輛牌照、環(huán)保、廣告等領域制作反光標志、標牌。該產品的使用，能使人于夜間在數(shù)百米以外看清標志，很大程度地提高了人們夜間對標志的識別能力，達到增強安全意識和宣傳的作用。該產品是近期問世的高科技產品，隨即被廣泛采用，現(xiàn)到處可見本產品制作的反光標志標牌，已與人們的生產生活密切相關，該產品的應用是人類文明進步的又一家征。33、伽利略望遠鏡的原理及光路圖物鏡是會聚透鏡而目鏡是發(fā)散透鏡的望遠鏡。光線經過物鏡折射所成的實像在目鏡的后方（靠近人目的后方）焦點上，這像對目鏡是一個虛像，因此經它折射后成一放大的正立虛像。伽利略望遠鏡的放大率等于物鏡焦距與目鏡焦距的比值。具優(yōu)點是鏡筒短而能成正像，但它的視野比較小。把兩個放大倍數(shù)不高的伽利略望遠鏡并列一起、中間用一個螺栓鈕可以同時調節(jié)其清晰程度的裝置，稱為“觀劇鏡”；因攜帶方便，常用以觀看表演等。你可以用很低的費用制作一架伽利略式望遠鏡。從文化用品商店買一塊直徑、焦距大一些的眼鏡片作為物鏡和一塊焦距、直徑較小的透鏡作為目鏡。用膠水和小槽把兩塊鏡片裝在硬紙筒內，再做一個簡單的臺座，于是一架能夠看到月亮上的群不得用于商業(yè)用途

山、銀河中的繁星和木星的衛(wèi)星的611年，另一位天文學家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，使放大倍數(shù)有了明顯的提高，以后人們將這種光學系統(tǒng)稱為開普勒式望遠鏡?，F(xiàn)在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式。但是“假色”問題仍然未能解決。利珀希不是天文學家，從未想過把自己的新裝置對準天空。但是沒過多久，關于他的發(fā)現(xiàn)的消息傳開了。幸運地是，意大利的帕多瓦大學教授伽利略得知了此事。伽利略很快就制造了一臺折射望遠鏡。他以平凸透鏡作為物鏡，凹透鏡作為目鏡。從待研究的物體發(fā)出的光照射到望遠鏡物鏡的一個玻璃透鏡上，物鏡使光線折射并把它集中于稱為焦點的一點上，在那里便形成了發(fā)光體的像。這個像被目鏡的透鏡放大，進入人眼。34、車窗中的物理知識汽車作為重要的交通工具，已經成為了人類生活中不可或缺的一部分.細心觀察一下，各種式樣的汽車車窗，涉及到的物理知識還真不少呢！（一）轎車前邊的車窗玻璃為何要做成傾斜的？不少學生可能一下子會認為：做成這樣還不是為了減小車子行駛過程中的阻力唄！那也許又有學生要追問：那大型汽車（如長途客車、公共汽車、大型卡車）駕駛室的前窗玻璃可是豎直的呀？顯然這種解答是不科學的！這可要從光學角度來分析：擋風玻璃是透明的，但不是絕對沒有反射。坐在駕駛員后面的乘客會由于反射成像在駕駛員的前方。小轎車較矮，坐在里面的乘客經擋風玻璃成像在前方，若擋風玻璃是豎直的，則所成的像與車前方行人的高度差不多，這就會干擾駕駛員的視覺判斷，容易出事故.而當擋風玻璃為傾斜時，所成的像就會在車前的上方，駕駛員看不到車內人的像，就不會影響視覺判斷，保證行車安全.大型汽車一般很高，駕駛員的位置（視線）比路面行人要高些，這時雖然車內乘客經擋風玻璃反射成的像在車前方，但位置比路上行人高得多，且比較暗淡，因而不會影響駕駛員的視覺判斷。（二）裝有空調的汽車在夏、冬季節(jié)，車窗上都有水珠出現(xiàn)，這是怎么回事？不得用于商業(yè)用途

你首先要知道：小水珠在不同季節(jié)小水珠在不同季節(jié)可是出現(xiàn)在車窗玻璃不同的表面上的喲！原因是夏天車外氣溫高，車內氣溫低，故車子外面的水蒸氣遇冷在窗戶玻璃的外表面上液化形成了小水珠；而冬天則相反，車內氣溫高于車外氣溫，所以車子內的水蒸氣遇冷在車窗玻璃的內表面上液化形成了小水珠。（三）為何夜間行車時，車內不能亮燈呢？在晚上乘車或在路邊行走時，我們會發(fā)現(xiàn)夜晚行駛的汽車，車內的燈都是關閉的。因為當車內開燈時，汽車的擋風玻璃相當于一個平面鏡，車內人、物在玻璃的反射下會在車前方形成虛像，由于車內光線比外面強，所以可能比車前行人還要明顯，結果使司機看不清或發(fā)生混淆，造成判斷失誤釀成交通事故。因此，夜間行車，為了避免車前出現(xiàn)車內景物的像，保證司機看清路面上的景物，必須關掉車內的。（四）奧運開幕式：巨大地坑暗藏畫軸、地球在地面系統(tǒng)上，雅典的創(chuàng)意是用一個大水池移植了 “愛琴海”，而北京則用地下舞臺浮出“畫軸”，徐徐展開中華五千年歷史。演出核心的中心舞臺，是一個直徑20米的升降臺，藏在體育場中央的巨大“地坑”中，“地坑”頂端的蓋板可以平移。卷軸和“地球”都是從這個“地坑”升起。其中卷軸預先放置在蓋板內，而直徑達 18米的“地球”則是先壓縮在地下的，也就是說，球體結構必須是柔性的。而用升降臺升起球體之后，演員需要在球體的立面上表演，因此升起后又要具有很強的穩(wěn)定性，才能保障演出安全和效果。感謝高科技的鋁合金感光材料，讓“地球”能屈能伸?！暗厍颉鄙涎b有九個軌道，58名演員用威亞拉著，像失重般進行倒立行走及空翻等高難度動作。（五）汽車中的光學知識（1）汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個凸鏡利用凸鏡對光線的發(fā)散作用和成正立、縮小、虛像的特點，使看到的實物小，觀察范圍更大，而保證行車安全。（2）汽車頭燈里的反射鏡是一個凹鏡。它是利用凹鏡能把放在其焦點上的光源發(fā)出的光反射成為平行光射出的性質做成的。不得用于商業(yè)用途

(3)汽車頭燈總要裝有橫豎條紋的玻璃燈罩汽車頭燈由燈泡、反射鏡和燈前玻璃罩組成。根據(jù)透鏡和棱鏡的知識，汽車頭燈玻璃罩相當于一個透鏡和棱鏡的組合體。在夜晚行車時，司機不僅要看清前方路面的情況，還要還要看清路邊持人、路標、岔路口等。透鏡和棱鏡對光線有折射作用，所以燈罩通過折射，根據(jù)實際需要將光分散到需要的方向上，使光均勻柔和地照亮汽車前進的道路和路邊的景物，同時這種散光燈罩還能使一部分光微向上折射，以便照明路標和里程碑，從而確保行車安全。(4)轎車上裝有茶色玻璃后，行人很難看清車中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光，還會吸收一部分光，這樣透進車內的光線較弱。要看清乘客的面孔，必須要從面孔