有趣的物理小故事.doc
长篇成人小说-
第一章
声现象
非常导航
这是八年级物理课的第一章,在这
一章里我们将学习有趣的声
现象.小溪里流水淙淙,树林里鸟鸣啾啾,剧院里琴声悠悠,
工厂里机
声隆隆,流水、小鸟、钢琴、机器为什么会发声?为什么它们发出的声
音各不相同,有的十分悦耳,有的却刺耳难听?古代打仗时列兵布阵,
为
什么人们把耳朵贴近地面就能知道敌军队伍的远近?现在用
MP3
欣赏
音乐,
为什么人们能一下子听出自己熟悉的乐器和喜爱的
歌手的声音?
蝙蝠昼伏夜出,能在黑夜里自由飞翔,为什么却从不
“迷路”或者碰
壁?地震发生前,
为什么有些动物会有预感,
并出现行为异常?这些问
题都会在这
一章的学习中得到解决.
……
一、
声音的产生与传播
警觉的士兵
你看过
美国西部影片吗?在一部反映古代战争场面的美国西部
影片里,有这样一个情节,印第安
人跪在地上,把耳朵贴近地面,倾听
看不见的远处有没有敌军的骑兵在赶路.我国北宋时
期的著名学者沈
括,在他的著作《梦溪笔谈》里也曾记载:行军宿营,士兵枕着牛皮制<
/p>
的箭筒睡在地上,
能及早听到夜间偷袭的敌人的马蹄声.这样做有
道理
吗
?
耳
朵通过地下的泥土能听到马蹄声,通过空气不是也一样能听到声
音吗
?
是不是因为声音在地下传播的速度比在空气中快呢
?
p>
通过本节的学习我们将会明白,声音在地下传播的速度确实比
在空气中快,
但这里利用的并不是这一点,因为声音在空气中传
播的速
度比骑马的速度也要快得多.只要从空气中能听到远方敌军马队的声
音,我军还是有足够时间作出反应的.这里最主要的理由是,因为声音
在地下
传播时,所碰到的使声音散射和衰减的障碍较少,所以能较清楚
地传播到更远的地方.这
样耳朵贴近地面倾听时,
敌兵相距很远时就能
听到;加上牛皮箭
筒对声音的放大作用(共鸣,就像二胡等弦乐器的共
鸣腔一样),听得会更清楚,而在空
气中直接侧耳细听的话,等到能够
听清时,敌军就已经快到跟前了.
二、我们怎样听到声音
鱼有听觉吗
?
p>
鱼有听觉吗
?
人们谁也没有见到过鱼的耳朵
,所以,鱼的听觉似
乎无从谈起.但是,有一件事改变了人们的看法.
< br>
德国一家大鱼场里饲养了许多鳟鱼,鱼场附近的一座教堂每天
早上
8
时都要打钟,鱼场的饲养员则在
打钟之后去喂鱼,天天如此.有
一天饲养员在教堂钟声响过半小时后才去喂鱼,
却见一大群鱼仍聚集在
池塘边,不断把头伸出水面在等食.这件事把饲养
员惊呆了,也引起了
科学家们的兴趣.经过一段时间仔细观察,发现鱼是有听觉的.它们
在
听到钟声后不久就能进食,久而久之就形成了条件反射.因
此,那天饲
养员虽然没有及时赶来喂食,鱼却因已经听到钟声仍然向岸边聚来.
鱼不但能听,还会“说”(叫
)
p>
.渔民们都知道黄花鱼会叫,而
且叫得很响.
黄花鱼发声靠的是体内一种密闭的充满气体的囊,称之为
‘鳔”.鳔是黄花鱼的发声器
官,还起着共鸣器的作用.在鳔的边上有
一排鼓肌,它可以敲击鳔.每敲一次,鳔就发生
一次振动,这振动的频
率恰好等于鳔的固有频率,因而发生共振,把鳔因振动而发出的声
音放
大,形成了鱼叫.当然,鱼叫与人的叫声不同,它不是从鱼的喉咙里发
出的,而是从鱼鳔里发出的.
三、声音的特性
谁帮了盟军的忙?
你知道
吗?第二次世界大战期间,纳粹德国海军与盟国海军在
大西洋上进行过一场激烈的海战.
为了达到既能炸毁敌军舰只,又确保
德军舰只安全的目的,德国
海军在一些重要航道旁,布设了大量新发明
的“音响水雷”.
这
种水雷比磁性水雷灵敏得多,
它能在对方舰艇发动
机音响的诱导
下自动爆炸,
从而使盟军舰只在接近德军舰艇之前就被消
灭.<
/p>
正当德军自以为得计时,这些音响水雷却在盟军舰只尚未来到
时,接二连三自动爆炸,连一条盟军舰艇也未炸着,这件事让德国人百
< br>思不得其解.若干年后,经水声学家和海洋生物学家的研究发现,在德
国海军布设水雷的海域里,生活着一种小虾,
它们能发出某些频率的音<
/p>
响.
这些音响与舰艇发动机音响的频率一致,
于是大量小虾发出的巨大
音响,诱爆了德军的音响水雷,使他们想依靠这种新式武器
打击盟军舰
艇的希望成了泡影.
事实上
,海洋中的生物大部分都能发声,只不过有些发出的是
人耳听不到的超声或次声,
上述这种小虾发出的则是与舰艇发动机响声
相似的可闻声.因此,在设
计、制造、使用海洋测量仪器时,必须周密
地考虑海洋生物发出的种种声波,否则就会像
德国海军那样功亏一篑.
四、噪声的危害与控制
新型反恐武器
“反恐
”,是当今世界一个国际性的热门话题.利用高科技手
段对付恐怖分子,保证人质的安全
,用最小的代价,达到最好的反恐效
果,已成为当今特警技术发展的重点目标.噪声炸弹
,便是这方面的最
新成就.
噪声炸
弹与普通的炸弹不同,它不是利用爆炸后的弹片杀伤人
员,
而是
利用爆炸时产生的超高分贝强噪声波,
使歹徒丧失抵抗能力.
在
生活中,
人们有时会碰到这样的现象,
当人的听觉器官受到较大噪声刺
激时,会感到周身不自在.随着噪声强度的不断增大,—
些人会出现头
昏、目眩,甚至昏迷的现象.噪声炸弹正是利用人的这种生理反应,把
p>
噪声增大到正常人无法忍受的程度,
从而达到麻痹人的听觉和中枢神
经
系统的目的,使人在短时间内昏迷,又不伤害人体.比如,
当劫机事件
发生时,
只要特警人员有机会接近被劫持的飞机,<
/p>
向机内发射噪声炸弹,
飞机内的旅客与劫机者都会因此而暂时昏迷
.
然后,
特警人员便可以从
容不迫地进
入机舱.当飞机上的乘客苏醒之后,一切归于平静,只是劫
机歹徒已经束手就擒.
五、声的利用
高超的机械加工师
金刚钻
、人造宝石等属于超硬材料,你知道它们是怎样加工的
吗?过去人们用激光来进行加工,
但激光发生装置很复杂,
加工成本很
高
,所以现在人们常用超声波来加工它们.
为什么
用超声波呢
?
因为超声波的波长短、频率高,
< br>具有较强的
集束发射性能.这一特性使其具有了征服某些超硬材料的本领.当然,
单纯的超声波是不能直接用于机械加工的,
必须加上一些超声能
量的承
载物,才能进行加工.这种能量承载物就是磨粒.细小的磨粒在超声波
能量的作用下,以极高的速度冲击加工表面,表面材料在磨粒冲击下,
逐步
被磨损,而达到加工的目的.这就是超声波加工的原理.
那么怎
样才能在宝石上加工出不同形状的小孔呢
?
这是由固定
在超声振动头下端的工具横截面形状决定的.因为振动头作超声振动
时,
只有工具横截面下面的磨料承载超声能量,对工件表面材料作高速
冲击,所以在被加工表面上也必然打出与工具横截面形状相同的孔来,
如三角形、椭圆形、星形等非圆形孔.同时,也可以用来加工金刚钻模
上或硬
质合金喷嘴上的细孔
(0
.
1
~
0
.
15
毫米
)
.这在一般机械加工方
法中,是很难做到的.你看,超声波的“手段”够高吧!
第二章
光现象
非常导航
这是八年级物理第二章,在这一章
里,我们将学习有趣的光现
象.
清晨旭日东升,
大地万物从暗夜中醒来,
一切都恢复了原有的色彩:
远
处的山,青了;近处的水,蓝了;草丛中,露珠晶莹剔透;树林里,
鸟儿穿红戴绿跳跃枝
头;农家小院走出了棕的牛,白的羊,灰的马,黑
的毛驴,红的拖拉机和收割机,还有崭
新的电动车和摩托车,奔向田间
地头;傍晚夕阳西下,城市华灯初上,色彩各异的霓虹灯
照着大小不一
的牌匾,宣示着机关的名称和职能、商家经营的范围和品牌…….光与
p>
人的生活和生产密切相关,晨起梳妆照镜子,读书写字看黑板,观察实
验现象,教室灯光亮度,……;太阳能,电视机,微波炉,还有验钞
机,……;海市蜃
楼,日食月食,光纤通信,激光制导,等等……,无
不与本章的光学知识有关.
……
一、光的传播
古希腊的雕像与古埃及的浮雕
你知道
人类历史上有哪些文明古国吗?你知道这些文明古国有
哪些珍贵的艺术宝藏吗?你知道为
什么古希腊人留下了很多的雕像,
而
古埃及人则留下了很多的浮
雕吗?为什么同是文明古国,
而古代艺术会
有这么大的差异呢<
/p>
?
原来,这种差异与希腊和埃及两地
的地理位置、太阳光成影的
情况不同有关.地球上到处都有影子,
不过不同的地方太阳的影子也不
相同:北极圈里是影子的大人国,那里的太阳总是斜照
的,于是物体的
影子总是轻轻的、
在白茫茫的雪原上伸展得很远
很远;
赤道地带则是影
子的小人国,
那
儿的太阳总是高悬在头顶上,
于是物体的影子总是变得
很小很小
,但是看起来又浓又重,在正午的阳光下,人们好像踩着自己
的影子在走路.
人们早就注意到,地球上不同地方的物体,在阳光下成影的情
况不同,
并在实际生活中加以不同的运用.
例如,
在非洲强烈的阳光下,
埃及地面上的一切东西都投下
了明显的影子.
在这种照射情况下,
浮雕
就会显得跟木刻画一样清晰.
可是,
若将古希腊的阿波罗雕像
放到埃及
去的话,在烈日照射之下,阿波罗的眼窝会黑得让人可怕,鼻子下的黑
影会使这位太阳神“长出”胡须来.但是在希腊,
阳光透过地中海上空<
/p>
的薄云后会变得十分柔和,维纳斯女神的雕像在柔和日光的照射下,显
得十分美丽动人.不过,你若是将古埃及的浮雕搬到希腊去的话,淡淡
的影子却会使浮雕变得模糊不清,
白色的浮雕挂在白色的墙壁上简直看
p>
不见了.
二、光的反射
阿基米德“光炮”是真的吗?
相传公
元前
3
世纪,在古罗马与古希腊交战中,罗马人的舰队
逼近了叙拉古.著名科学家阿基米德也参加了城市保卫战,
他运用自己<
/p>
的知识提出了一种新奇的战术.即组织了许多妇女,让她们每人手持一
面镜子,站在海岸边,用镜子把阳光聚焦到罗马战舰的篷帆上,最终在
入侵的敌舰靠
岸之前就把他们统统烧毁了.
阿基米德的战术是真的吗
?
这个传说发生的年代在
2300
年前,
已经无从考证.但是在
18
< br>世纪,法国科学家蒲丰专门研究了这个问题
的可行性.他经过计算发现,至少要有
1000
面镜子,每面镜子的直径
起码
得有
10
米,才能把
l
千米外的船帆烧着.在当时的技术条件下,
要制作这么大的玻璃反射镜是不可能
的.
因此蒲丰认为阿基米德的战术
是不可能成功的.
后来,
在法国有人根据蒲丰的设计真
的制做了一架“光炮”.
它
由
168<
/p>
块玻璃反射镜组成,每块镜子长
15
厘米
,宽
20
厘米.这
168
块
镜子组成一个
5
平方米左
右的反射面,它所聚集的太阳光能把
47
米远
< br>处的松木板在几分钟内点燃.
但是,
若要把
1
千米远的松木板点燃的话,
整个反射面的面积要增
大到
1
平方千米,
这当然是难以办到的
事.
即使
勉强凑到那么大,
使用时还有困难,怎么使几百万块小镜子反射的阳光
聚焦于一点呢
?
要使这么许多小镜子同步转动,
那得动员多
少人呢
?
由此
更可以看出阿基米德的“
光炮”在当时只是个美妙的幻想.
但是随着科
学技术的发展,在
宇宙空间安装人造月亮或人造太阳已经成为现实.
三、平面镜成像
到底被遮住的是哪只眼睛
?
p>
当你面对着镜子,闭上你的右眼,然后用纸片将镜子里那只闭
着的眼
睛遮住.
请你保持头部的位置不动,
只是换一只眼睛
(
左眼
)
闭合,
睁开你的右眼看看,这时镜子里被遮住的是哪只眼睛
?
< br>你能解释它的道
理吗
?
p>
只要你实际观察一下,就会发现:这时镜子里被遮住的换成了
闭合的
左眼.为什么呢
?
通过本节课的学习,我们知道,平面镜所成的
像和物的连线跟镜面垂直,并且它们到镜面的距离相等.当你睁着左眼
< br>看镜中的右眼时,
似乎是来自右眼虚像的射向左眼的光线与镜面相交于
一点:而这点正好是在左右两眼的中垂线上,
因此遮住右眼的小纸片应
p>
当贴在交点上.当你换成左眼闭合时,
小纸片又会遮住似乎是来自左
眼
虚像的射向右眼的光线,
闭合的左眼就看不见了,
也就是左眼被遮住了.
四、光的折射
高速公路上的“海市蜃楼”
暑假里,小明同学参加了团市委组织的青少年夏令营.
p>
一天上午,夏令营的专车从古都洛阳出发前往青岛.车子沿着
连霍高
速公路向东疾驰,
坐在前排的小明同学发现,道路正前方不远处
一片“水汪汪”,而且车走“水”也走,总是在前头.小明很纳闷:明
明看到公路前方象
水淋过一样,
可是车子行到近前,
路面上却一切正常,
而且那“一汪水”一直在道路的前方.于是便向夏令营的领队老师请
教,
老师告诉他,这种现象同海市蜃楼的道理是一样的.
小明是
个勤奋好学的同学,他从“十万个为什么”里知道海市
蜃楼是发生在大海边或沙漠里的一
种自然现象.可现在汽车还未到郑
州,离青岛海滨还有好远,前方更没有沙漠,这两种现
象怎么会联系在
一起呢?学完本节课的知识,你就能找到问题的答案了.
五、光的色散
六、看不见的光
为什么有些花会变颜色
?
p>
十几年前,生物学家在欧洲进行的一项研究中,发现有一种会
变颜色
的花.
这种花早晨呈乳白色,
中午转为粉红色,
傍晚变为深红色,
第二天清晨则变为紫罗兰色.这样变来变去,直至花朵凋谢为
止.
无独有偶,生物学家后来又发现了一种会变颜色的奇妙的花,
这种花叫红菖蒲.
它的花朵原来是红色的,但是随着传播花粉的
动物的
变化,花朵会从红色变成白色.科学家们经过观察发现
,传播花粉的,
起初主要是蜂鸟,后来主要是飞蛾.蜂鸟传播花粉时,红菖蒲的花是红<
/p>
色的;当蜂鸟飞走以后,很多花朵会从原来的红色变成白色,后来就有
许多飞蛾在白色的红菖蒲花丛中飞来飞去,为红菖蒲传播花粉.
p>
红菖蒲的花朵为什么会变色呢
?
原来,
p>
红菖蒲生长在美国西南部
的山地,
通常在<
/p>
7
月中旬开花.当高地上的红菖蒲花大部分开放着鲜红
色的花朵时,其时正好是喜欢红色花朵的蜂鸟从高地向低地迁移的时
候.而
飞蛾喜欢白色的花朵,所以红菖蒲花就改变颜色,以招来新的花
粉传播者.
据统计,
那时的红菖蒲花大约有
40
%变成了白花.
红菖蒲为
了取得飞蛾的喜欢,主动改变
花色来适应环境.
第三章
透镜及其应用
非常导航
p>
这是八年级物理的第三章,在这一章里,我们将学习透镜及其
成像规
律和用透镜制成的光学仪器.生活中,人们用照相机拍照,可以
把发生在一瞬间的情景留
作永恒的记忆;
课堂上,
老师用投影仪来放大
< br>投影片,可以使教室里所有的同学同时看到投影片上的图画;医院里,
化验室的医
生在显微镜下可以看见血液中的各种细胞;
家庭里,
老爷爷、<
/p>
老奶奶带着老花镜、拿着放大镜读书看报;战场上,指挥官手拿望远镜
观察远方的敌情,根据敌方的动向,适时发出作战命令.这些都离不开
透镜.世界有多大
?
宇宙是什么样的
?
这些有史以来就困惑着人类,并一
直为人类所探究
不止的问题,
也一定经常萦绕在你的心头.
人类怎样才
能解开这个疑团呢
?
科学家们使用的方法是,利
用透镜制成巨大的天文
望远镜来观察、接收来自宇宙的信息.通过对这些信息的分析,人
们对
宇宙了解得越来越深入、越来越全面了.
……
一、透镜
冰透镜拯救了探险队
有这样
一件事:用冰块做透镜曾拯救了一支南极探险队.这支
探险队由于丢失火种,面临寒冷、
饥饿与死亡的威胁.一个聪明的队员
用冰块琢磨成一块凸透镜,把阳光聚焦,点燃了引火
物,重新得到了火
种,挽救了这支探险队的生命.
p>
用冰制作透镜的最早记载,见于一千六百多年前,我国晋代学
者张华
所著的
《博物志》
.
书中有这样的文字
:
“削冰命圆,
举以向日,
以艾承其影
,
则火生.
”这里的冰就是冰透镜,
艾
是指引火物一一艾绒.
因为冰在阳光下很容易融化,所以
对用冰取火的真实性,你可
能不大相信.
其实清代时就有许多人
怀疑,还有一些人带着这个问题去
请教当时著名的科学家郑复光,郑复光开始也将信将疑
,于是在
1819
年亲自动手用实验研究这个问题.他用一个壶
底微微向里凹的锡茶壶
(
底面直径<
/p>
16
厘米以上
)
装热水,放在冰块上旋转,把冰块熨成两个光
滑凸面,做成一个大凸透镜,在灿烂的阳光
下,把它放在一个小桌上,
对准太阳并特别注意使它稳定不动,另外一个人把纸捻放在其
焦点上,
过了一会儿,纸捻果真燃烧起来了.
p>
冰透镜拯救了探险队绝非虚构的故事,学完本课之后,你就能
明白其
中的道理了.
二、生活中的透镜
浪费了一路表情
小明爸
爸给小明讲了这样一件趣事,说是小明很小的时候,爸
爸和单位一帮同事出差去广西南宁
,公事办完之后,回来的路上,途经
桂林.人常说,桂林山水甲天下,于是大家一商量,
决定在桂林停留两
天.那时候照相机还比较少,不像现在照相机已经普及,几乎家家都<
/p>
有.幸好有位同事事先带了照相机,只是这位同志也是借别人的,不懂
照相机怎么玩儿.于是大家你一言我一语,出主意想办法,集体摆弄起
这架相机.大
家一起游览了七星岩、芦笛岩,然后从象鼻山码头登船沿
着漓江顺流而下,直到阳朔.这
一路上是你选场景,我对焦距,他调快
门,一路欢笑一路歌,又是集体合影,又是单独拍
照,七手八脚,开心
热闹.
两天时
间转眼而过,游完了桂林风光,照满了一卷胶卷,大家
是乘兴而归.回到单位,跟领导汇
报完工作,然后上照相馆(现在都改