第四輯 物理（2）

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  為什麼乘客在飛機降落時要嚼口香糖

  有一位乘客是第一次乘坐飛機。飛機著陸前，空中小姐給每位乘客發放口香糖，說是要避免著陸時耳膜脹裂。著陸後，那個頭一次乘坐飛機的乘客對小姐說：「對不起，你能告訴我怎樣將耳中的口香糖取出來嗎?」小姐奇怪地問：「口香糖為什麼會進到你的耳朵里呢?」乘客回答：「你不是說口香糖可以防止耳膜脹裂嗎?」小姐聽後啼笑皆非：「我是讓乘客們嚼(jiáo)口香糖，並不是讓你把口香糖貼在耳膜上啊!」

  笑話講完了，可是嚼口香糖真的可以防止耳膜脹裂嗎?

  讓我們首先搞清楚在飛機著陸時耳朵為什麼有可能被脹裂。人耳分為外、中、內耳三部分。外耳和中耳通過它們之間的一層不足1／10毫米厚的薄膜相隔，這就是鼓膜，至於真正能感受聲音的，則是內耳和聽覺神經。當聲波傳來時，鼓膜最先受到震動，接著震動就由鼓膜傳給中耳，最後傳入內耳。

  在飛機起飛或降落時，因為有豎直方向的加速度，艙內的氣體由於慣性作用相對飛機會向下或向上運動。飛機起飛時，機艙內的氣體相對飛機向下部沉降，這時，機艙底部的壓強將增大，上部的壓強將減小。同樣，飛機著陸時，相對飛機氣體向上部涌去，這時，機艙頂部的壓強會增大，而下部的壓強將減小。

  在飛機加速起飛和著陸過程中，鼓膜的外表受外部氣壓的作用，而這一壓強是變化的。

  如果人閉緊嘴巴，那麼，閉合的咽喉、聲門到口腔、鼓膜間形成一個封閉系統，其壓強不能隨外部氣壓迅速變化。起飛時，外部壓強大於內部壓強，鼓膜就要向內凹人；反之，著陸時外部壓強小於內部壓強，鼓膜就會向外凸出。這樣，耳朵都會有鼓脹感。當鼓膜受到的張力超過鼓膜所能承受的極限時，鼓膜就會破裂。因此乘機時嚼口香糖可以緩解壓強防止耳膜脹裂。

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  知識點：耳膜、外耳、中耳、內耳、聽覺神經、壓強

  為什麼比薩斜塔沒有倒塌

  世界上最有名的斜塔是義大利的比薩斜塔，物理學史上有名的伽里略發現自由落體定律的實驗就是在這裡進行的。

  比薩塔並不是人們有意造成現在這樣的斜塔的。但是，由於地基鬆軟等原因，自從建成以後，比薩塔就開始傾斜，幾百年來，傾斜得越來越厲害。但是，比薩斜塔並沒有倒塌。那麼，比薩斜塔為什麼沒有倒塌，會不會倒塌，什麼時候倒塌?

  原來，物體不傾倒，必須使整體保持靜態平衡，作用在物體重心的重力作用線一定要落在物體的基底面積內。如果通過重心的重力作用線越出基底，馬上就會失去平衡，導致物體的傾倒。

  比薩斜塔之所以還沒有倒塌，正是由於它的重力作用線還在其基底範圍內；如果比薩斜塔繼續傾斜下去，那麼有朝一日，比薩斜塔終究會倒塌的。

  為了挽救比薩斜塔，世界上的科學家提出了各種方案。我國科學家提出，在塔傾斜方向的反方向的地基上，灌注大量的水泥，這樣可以將比薩斜塔的重心向反方向移動，從而使塔身不再繼續傾斜，甚至矯正塔身。

  雜技表演中的演員在斜摞(luò)著的椅子造型上做各種表演，能夠保持平衡而不至倒掉，利用的是同樣的道理，也就是說，不論多少個演員或多少張椅子，演員和椅子的合重心的重力作用線一定要落在椅子四腳所圍成的基底的面積內。

  知識點：地基、倒塌、靜態平衡、重力作用線、基底

  高空走索的表演者為什麼

  會拿著一根長長的竹竿

  高空走索是一項非常驚險又極具觀賞價值的表演項目，20世紀90年代，加拿大高空走索表演者科克倫在我國三峽地區首次高空走索跨過了長江。維吾爾族達瓦茲(維語：高空走索)藝術世家的傳人阿迪力在缺乏資金和沒有媒體關注的不利情況下，以大大少於科克倫的時間再次走索跨過了長江。阿迪力一家還多次在全國民運會和各種節慶活動中表演了達瓦茲，贏(yíng)得了觀眾們的喝彩和敬佩。

  觀看高空走索，觀眾們看到表演者在很細的繩索或鋼絲上如履(lǚ)平地，還能輕靈敏捷地做出各種驚險優美的動作，會緊張得透不過氣來，但表演者不用保險繩的保護卻不會從繩索上摔下來，這是為什麼呢?而且，表演者還要拿著一根長長的竹竿或長棍子，這根長竿難道不會妨礙他做動作嗎?

  與人們的想像相反，表演者手裡拿的長竿，不僅不會妨礙表演者做動作，恰恰是使他保持平衡、不易從繩索上掉下來的關鍵。

  我們知道，不論什麼物體，要保持平衡，物體的重力作用線(通過重心的豎直線)；必須通過支面(物體與支持著它的物體的接觸面)，如果重力作用線不通過支面，物體就會倒下。

  根據物體平衡的條件，就要求高空走索演員，要始終使自己身體的重力作用線通過支面——懸空的繩索。由於繩索很細，對人的支撐面極小，一般人很難讓身體的重力作用線恰巧落在繩索上，隨時有從繩索上掉下的危險。手中的長竿可以左右擺動，以調節身體的重心，將身體的重力作用線調整到繩索上，使身體重新恢復平衡。我們有這樣的經驗，當身體搖晃即將倒下時，我們會下意識地擺動雙臂，使身體重新站穩，這是我們依靠擺動雙臂來調整身體的重心。雜技演員走鋼絲時，也會通過擺動手臂的方法保持平衡。同樣道理，高空走索表演者手裡拿的長竿，實際充當了延長的手臂的作用，還有長杆轉動慣量大，可以有效地幫助表演者在空中保持平衡。

  知識點：驚險、平衡、重心

  為什麼醫生可以使用聽診器

  診斷病人患了什麼病

  人們得了病，去醫院看病，醫生就會用掛在脖子上的聽診器貼在你的胸前背後，仔細地聽著什麼。他到底能聽到什麼呢?

  觀察一下，會發現聽診器貼在你身體上的部分是一個圓形的蒙著金屬薄膜的小圓盒，它連在一段空心橡膠管上，靠近醫生兩耳的部分是兩條金屬腿。聽診器為什麼要用這樣的材料製成呢?

  原來，人在得病時，身體各部分會產生某些變化，比如肺里有雜音，或心臟跳動不規律，有時候胸腔或腹腔還會有積水。通過聽診，可以聽到這些身體中的變化。

  最初醫生是通過將耳朵貼在病人身體上的辦法來聽診的，但這樣做既不衛生效果也不十分理想。後來，人們發明了聽診器解決了這個問題。

  關於聽診器發明的一個傳說是：一個醫生偶然在公園裡看到兩個孩子用一段樹枝貼在長椅上仿佛聽著什麼，醫生好奇地模仿著孩子們的動作，令他十分驚異的是：聲音比平時聽起來要響得多，而且清楚得多，他於是便用空心木管做了一隻聽診器。後來，人們改用金屬來做聽診器，聽診器逐漸變成了我們現在所熟知的樣子。

  為什麼聽診器要用金屬製成呢，我們已經知道，聲音在固體中傳遞的能力比在空氣中強，所以利用金屬可以更清楚地聽到身體內部發出的聲音，並根據聲音的不同判斷出身體裡出現的毛病。

  同樣道理，工廠里經驗豐富的工人師傅把螺絲刀放在運行的機器上，將耳朵貼在螺絲刀上仔細聽，也可以通過機器發出的聲音判斷機器是否正常。

  知識點：雜音、聲音、變化、金屬

  為什麼噪聲也是一種污染

  現在環境污染已經越來越成為人們迫切關注的與人類生存密切相關的問題。如果問你，環境污染都包括哪些，你會提到廢物、廢水、廢氣等污染，但你是否知道聲音也有可能成為一種污染呢?這就是噪聲污染，而且是比其他污染更加危險的污染。

  人們最早意識到噪聲污染，是在20世紀50年代以後，噴氣式飛機特別是超音速飛機出現後的事情。住在機場附近的居民被飛機突破音障(飛機速度超過音速時空氣阻力對飛機形成的一種無形的障礙)時所產生的巨大的轟鳴聲攪得頭疼、耳鳴、神經衰弱。

  噪聲會對人產生一種不愉快的有刺激性的影響。強噪聲對人長時間作用，能引起聽力暫時喪失，在嚴重的情況下，能引起聽力全部喪失。人們最早注意到噪聲污染的除了飛機噪聲外，還有就是同金屬冶煉和金屬加工有關的工廠噪聲，建築和市政施工的噪聲(如扔鋼筋的聲音、混凝土搗固機的聲音、氣鑽的聲音等)，以及汽車幹線附近的噪聲。但是，現在人們已經知道，實際上在我們周圍的一些環境噪聲的危害比上面所說的更大。如夜深人靜時水龍頭的漏水聲、鍋鏟刮鍋的聲音、搖滾樂隊和重金屬樂隊的演奏聲、音樂會上歌迷們狂熱的尖叫聲、家庭音響的低頻振動等。

  噪聲同污染的空氣和水一樣對人體健康產生危害。如果對於過度的噪聲沒有防護，人就可能造成心理上和生理上的破壞。噪聲會造成心理異常，首先是引起失眠，妨礙人們入睡，或使人從夢中驚醒；噪聲還有可能引起人神經和心理上的疾病，如使人煩躁不安，具有攻擊傾向；過響的聲音會妨礙人與人的交往，如影響說話、打電話等；噪聲會使勞動生產率降低；生理上的影響，除了會造成聽力衰退、暫時性耳聾和永久性耳聾外，還可能引起高血壓等疾病。

  正因為噪聲污染是一種非常危險的環境污染，所以人們已經開始重視噪聲污染的防治工作。

  知識點：環境污染、聲音、刺激、心理異常、聽力

  為什麼隱形飛機可以逃過雷達的「眼睛」

  普通飛機往往很難逃過雷達的「眼睛」，但是有一種飛機卻可以躲過敵人的雷達監視系統，突然出現在所要打擊的敵方軍事目標上空，迅速摧毀敵人的飛機、機場甚至雷達系統。由於這種飛機不容易被雷達等監視系統偵察到，就像故事中的隱身人不會被人看到一樣，因而這種飛機被稱做隱形飛機。

  為什麼隱形飛機能夠逃過雷達等監視系統的偵察呢?

  首先，讓我們先來看一看雷達等現代監視系統的工作原理。儘管這些監視系統形式多樣，性能各異，但都是利用了波，即光波、聲波和電磁波的功能。雷達、主動紅外探測儀等只有自身發射短波、微波或紅外線，然後再接收被測物的反射才能發現目標；而被動紅外探測儀和各種光學、聲學、目視觀察等，則必須利用目標所發出的各種波。切斷了波的來路，這些監測系統就成了瞎子或聾子了。

  找到了雷達等監測系統的弱點，隱形飛機在設計上，便在波的吸收和防反射、防發射上大做文章。首先，要儘量減少機身對波的反射。雷達等主動式監測系統所發出的波主要通過兩種形式循原路反射回去：一是垂直入射的鏡面反射，二是直角形表面的折曲反射。針對這個特點，隱形飛機的機身、機翼、尾翼等均融為一體，各部分之間全部採用平滑過渡；發動機進氣道由圓筒改為蛇形管，以減少風扇葉的反射；駕駛艙擋風玻璃向後傾斜，並塗敷透明金屬膜，以減少射向艙內的透射波，並使反射散逸開去。其次，在飛機材料的選擇上，將機身上塗敷高吸收率的材料，目前主要有結構型複合材料和塗料型粉末材料。前者為多孔形鬆散結構，使入射波在微孔中反覆振盪而衰減；後者是通過材料與電磁波間的各種電磁作用，使電磁波轉變為熱而散失掉。塗敷隱形材料的機身和防反射系統結合在一起，就使雷達發出的入射波不能被反射回去，從而使雷達等主動監測系統和光學偵察系統致盲。第三，儘可能降低飛機自身輻射。發動機的隆隆聲響，高溫部件和高溫噴射氣流所發出的大量紅外線，是被動式監測系統追尋的目標。隱形飛機採用高效、低熱、低噪聲的發動機，並且在發動機上敷設吸熱、消聲裝置。噴氣尾管做得很長，並採用「百葉窗式」換熱結構以充分利用機外冷空氣降溫，使噴出氣體的溫度降至很少發射出紅外線的程度。

  採用以上措施設計和製造的隱形飛機，可以比較有效地減少各種波的反射和發射，因而可以隱蔽地接近敵人而不被發覺。但這種飛機造價極高，所以目前只有美國空軍裝備了隱形飛機。而且，隱形飛機也並不能完全不反射、不發射波和紅外線，所以，各國在研製隱形飛機的同時，也在研製反隱形雷達。

  知識點：偵察、工作原理、波、反射

  為什麼錄音機里自己的聲音

  聽起來感到陌生

  將你說話的聲音錄下來，然後，用錄音機放出來，你會感到那聲音聽起來非常陌生，好像不是自己的聲音。這是為什麼呢?

  這是因為平時我們聽到自己的聲音，與錄音機里放出的自己的聲音，兩者傳遞聲波的方式不同。我們聽外界的聲音是通過耳朵感受的，空氣的振動由耳膜傳給聽覺神經；而自己講話的聲音，主要是聲帶的振動通過顱(lú)骨傳給聽覺神經的。這樣，兩者的音色不同，引起的聲覺也就不同。平時，我們沒有機會聽到只通過空氣傳給耳朵的自己的聲音，而錄音磁帶錄下的就是通過空氣傳遞的聲音，所以在用錄音機放自己的聲音時，會有陌生的感覺，但旁人平時就是聽的與錄音相同的聲音，所以不會有異樣的感覺。

  知識點：聲波、耳膜、聽覺神經、音色

  為什麼熱氣球能夠翱翔藍天

  在人類的太空飛行器家庭中，有一類太空飛行器，被稱做熱氣球。

  最早的熱氣球是公元3世紀時我國三國時期的諸葛亮發明的，它是用紙做的正方形燈籠，它的上方和前後左右都糊著紙，靠近地面的一面不糊紙。將燈籠放在燃燒的火上，並使燈籠底邊與地面完全接觸，在燈籠內部形成一個封閉的空間，避免熱空氣的逃逸。待燈籠中的空氣被加熱，鬆開燈籠，燈籠便會飛上天去。由於諸葛亮表字孔明，所以這種燈籠被稱做「孔明燈」。

  人類歷史上第一次載人熱氣球飛行，是在1783年11月。法國蒙格爾費兄弟利用充滿熱空氣的布囊將人升入空中。現代熱氣球是開放式的，與普通氣球不同，球里並不充氫、氦等氣體，而是普通的空氣。它由球囊、燃燒器、吊籃、貯氣瓶、鼓風機以及儀表等組成。

  操作時，先用鼓風機向球內吹入空氣，使球囊膨脹，當球囊膨脹到一大半時，開始用燃燒器從氣囊下端開口處對空氣加熱，空氣受熱膨脹，氣囊被熱空氣膨脹到足夠大。此時，球內熱空氣密度比球外的小，浮力就大於重力，於是在球外空氣浮力的作用下，熱氣球帶著吊籃等裝置慢慢上升。由於熱氣球是無動力飄浮，它在空中主要隨風飄移，升空高度由燃燒器加熱情況決定，一般高度可達幾十至幾百米，操縱比較容易。降落時依風向選擇好合適的地方，關閉燃燒器，讓球內的熱空氣冷卻，氣球就緩緩下降；著陸後要立即打開氣囊上的排氣閥，排空球內的空氣。

  利用熱氣球可以進行競技比賽、運輸、探險等活動。最為驚；險刺激的是有人用熱氣球進行笨豬跳躍；還有人嘗試乘熱氣球不間斷地環繞地球飛行，但由於複雜多變的天氣等原因，迄今尚未取得成功。

  知識點：熱氣、鼓風機、無動力、操縱

  為什麼不能用啤酒杯喝開水

  用來喝啤酒的大口玻璃杯，杯身厚實，倒入啤酒後，黃色的啤酒與透明的杯子相映生輝，煞是好看，喝酒時鼻子緊貼杯口，可以嗅到啤酒花的清香。但你用它來喝開水，結果就會發生意想不到的事情——啤酒杯炸裂了。為什麼普通的薄玻璃杯不易炸裂，而厚厚的啤酒杯卻會炸裂呢?

  實際上，問題正出在啤酒杯厚厚的杯壁上。因為玻璃是熱的不良導體，若往杯里倒開水，則杯子的內壁受熱即刻膨脹，而壁較厚的杯子，熱量一下子不能傳到外壁，外壁一時還未膨脹，這時，由於應力的作用，杯子便會炸裂；而薄的玻璃杯，倒人開水後，熱量幾乎同時傳遞到玻璃杯的外壁，使內外壁溫度很快達到平衡而同時膨脹，應力小，就不易炸裂。所以，我們不能用啤酒杯或罐頭瓶來喝開水，它們很容易炸裂。同時，我們在商店挑選玻璃杯時，也應注意挑選那些杯壁和杯底較薄的杯子，它們相對於較厚的杯子來講，比較不易炸裂。

  當然，即使是較薄的杯子，由於各部分受熱不均勻或內部結構缺陷，也有炸裂的可能，特別是在寒冷的冬天。為了避免這種事故的發生，可以採用以下的辦法：在杯子中放入一把金屬湯匙，倒入開水時，會把一部分熱量傳給金屬湯匙，使開水的溫度降低，這樣就可以使杯子裡受熱不均勻的情況得到緩和；也可以先在杯中倒入少許熱水，並傾斜杯子使水在杯子裡晃一晃，這樣可以使杯子預熱，再倒入大量沸水時，由於杯子各處已均勻受熱，所以就不會炸裂了。

  知識點：炸裂、杯壁、導體、結構

  為什麼冬天會感覺鐵比木頭冷

  我們都會有這樣的經驗，冬天，我們用手去摸鐵和木頭，會感覺到鐵製物品比木製物品冷得多。為什麼會產生這樣的感覺呢?你可能會說：因為它們的溫度不同嘛!

  果真如此嗎?讓我們用溫度計來測量一下鐵製物品和木製物品的溫度，溫度計的讀數告訴我們，二者的溫度完全相同。

  原來，這是因為鐵傳熱比木頭要快得多，物體傳熱能力高低與這種物質的導熱係數有關，導熱係數高的物質傳熱快，導熱係數低的物質傳熱慢。鐵比木頭的導熱係數高，也就是說，鐵傳熱的速度要比木頭傳熱速度快得多。

  冬天，我們摸著鐵製物品時，由於鐵的傳熱能力強，我們手上的熱量很快就傳到鐵製物品上了；而摸著木製物品時，由於木頭的傳熱能力差，手上的熱量傳走得慢。所以，我們會感覺鐵比木頭冷得多。

  原來，我們感覺到鐵比木頭冷得多，是由於手上的熱量傳遞到鐵上更快的緣故，並不是因為鐵和木頭的溫度不一樣。

  也正是由於導熱能力的不同，在夏天情況剛好與冬天相反，當周圍溫度比人體溫高時，因為鐵傳熱快，鐵製物品的溫度很快會傳導到手上，所以在夏天時會感覺鐵比木頭熱得多。

  知識點：溫度、傳熱、導熱係數

  哈哈鏡為什麼會使人變形

  哈哈鏡跟我們日常用的鏡子不同。我們習慣的鏡子，鏡面很平，照在鏡子裡的像不會變形，大小比例也不會變。但是照哈哈鏡就不同了，我們會變得又高又瘦或又矮又胖等各種各樣奇異的圖像，非常可笑。人們見到自己變成這個模樣，都會忍不住地哈哈大笑，由此，人們將這種鏡子叫做哈哈鏡。

  哈哈鏡的鏡面不是平面的而是曲面的，有的哈哈鏡的鏡面還是波浪形的，有的商場裡的又高又粗的柱面鏡也可以看做是一種哈哈鏡。

  當我們站在商場中的這種柱面鏡前，會看到自己變得又高又瘦。那麼這種圖像是怎樣形成的呢?我們可以試想一下，通過鏡面上任意一點，作兩個互相垂直的截面。一個截面通過圓柱軸線，是豎直的；另一個截面是水平方向的。這樣，前一個截面在鏡面上得到一條垂線，後一個截面在鏡面上得到一個圓。

  這樣，在鏡子的垂直方向的成像規律相當於一個平面鏡，而在水平方向上相當於一個球面凸鏡。平面鏡能形成一個等大正立的虛像，凸鏡則能形成一個正立的縮小的虛像。這樣，在鏡子裡你的像，身體寬度縮小了，但高度沒有變，就好像被擠瘦了。

  其他的哈哈鏡，都可以認為它們的鏡面是柱面的一部分。如放倒的柱形柱面鏡，我們看到的像正好與前面的相反，是又矮又胖。道理與剛才的一樣，只不過水平方向相當於平面鏡，而豎直方向相當於球面凸鏡的成像規律。

  照那種曲面的哈哈鏡時，凸出來的部分相當凸面鏡，照出來的像是正立縮小的。凹下去的部分相當凹面鏡，人站得較近的時候；照出來的像是正立放大的；若離得較遠時，是倒立縮小的。在哈哈鏡上，人像的正常比例受到破壞，就會出現了一個可笑的形象，人們就會忍俊(jùn)不禁。

  知識點：圖象、鏡面、曲面、凸面、凹面

  為什麼人在看東西時會覺得

  近處的東西大，而遠處的東西小呢

  同樣高的樹木，在人眼看來近處的大而遠處的小，遠處的高樓看起來比眼前的二層樓還低，你知道這是為什麼嗎?

  原來，人眼睛的水晶體就像一個凸透鏡，視網膜相當於像面。若想看清某一物體，就必須使它的像落在視網膜上。從人眼瞳孔中心對物體的張角叫做視角，視角的大小決定視網膜上物體的像的大小。同樣高的兩棵樹，離眼睛近的那棵樹，它的視角比遠處那棵樹的視角大，在視網膜上近處的樹的像就會比遠處的樹的像大，因此，近處的樹看起來比遠處的大。

  但是，當物體離得太近或太遠的話，人眼也會看不清的。這是由於人看東西是要靠眼睛的水晶體的調節，而水晶體的調節也是有限度的。當眼睛裡的肌肉完全放鬆時，水晶體的兩個曲面的曲率半徑最大，這時若遠處物體能在視網膜上成像，這個物體到眼睛的距離就被稱為遠點。如果物體在遠點之外，人眼就看不清了。當物體接近人眼時,為了能看清物體，人眼必需調節水晶體，擠壓水晶體使水晶體曲率半徑變小，以使物體能在視網膜上成像。當物體拉近到一定距離時，曲率半徑已不可能再變小，此時該物體到眼睛的距離就被稱為近點。若物體到眼睛的距離比近點還短時，人眼也會看不清該物體了。

  由於人在視物時會有近大遠小的效果，所以西洋畫家在繪畫中發展了「透視」畫法，在畫面中，將近處的人和物體畫得較大，而將遠處的人和物體畫得較小，這樣做，可以較為逼真地反映出觀察者的主觀視像，從而在二維平面上畫出三維立體景象。

  知識點：眼睛、水晶體、視網膜、視角、透視

  為什麼汽車的霧燈要用黃色光

  大霧瀰漫的天氣，駕駛車輛在道路上行駛很不安全，於是駕駛員都打開車頭上設置的霧燈。霧燈是黃色的，它能透過濃霧，照亮前方道路，並且標明自己所在的位置，避免與迎面而來的行人、車輛發生碰撞。

  霧燈不用醒目的紅光而用黃光是有科學道理的。霧燈的光必須要有散射的作用，使照射出去的光儘可能向前方散布開來，使迎面來的車輛和行人既看清目標又不刺眼。光有一個特性，波長越短的光，越容易被散射。黃光的波長比紅光的波長短三分之一，散射強度是紅光的五倍。由此可見，採用黃光作為汽車霧燈的光色，比用紅光效率高的多得多。

  黃光不僅用在汽車霧燈上，日常生活中也能看到它的特殊應用。例如城市道路的十字路口，深更半夜，交通指揮燈停開了，而路中央有一盞黃燈一閃一閃地發出光芒，使駕駛員在很遠的地方就能發現，以便及時降低車速，安全駛過路口。

  那麼比黃光波長更短的綠光、藍光和紫光為什麼不用呢？綠光已被公認為「允許許通行」和「安全」等的標誌光，常見的就有城市道路上的交通燈、鐵路用的號誌燈和公共場所出口標誌燈等；藍光和紫光的光色不夠明亮，而且與自然環境傍晚、黎明或陰雨天的天空顏色十分接近。既然它們有這樣那樣的不足之處，就選擇了散射性能比它們稍差一些的黃光作為汽車霧燈的燈光顏色。

  知識點：散射、綠光、紫光、性能

  為什麼修築在山上的公路都是彎彎曲曲的

  汽車要從山腳往上開，不可能筆直地開上去，總是沿著彎彎曲曲的盤山公路盤旋而上。這樣，汽車開起來不僅比較安全，而且更加省力。

  我們都有這樣的生活經驗：走路或騎自行車從低處往高處走，比在平地上吃力；爬陡的斜坡，又要比爬坡度小的斜坡費勁。所以，在爬斜斜坡時，人們總是想辦法將斜坡的坡度變得小些。對於一定高度的斜坡來說，斜坡的斜面越長，坡度就越小。因此，人們往往利用長斜面的方法來減小坡度，達到省力的目的。

  比如，推著裝重物的車子上坡時，如果是筆直地往上推，人會覺得很吃力。而有經驗的人，往往是彎來彎去沿著S形向上推。這樣，雖然多走了一些路，但可以少花很多力氣。沿S形上坡，就是使和斜面變長，坡度變小。

  還有一個例子，在高大的橋樑兩端，都有長長的引橋，有時候，還將引橋造成螺旋形。這都是為了減小橋的坡度，而將橋面伸長。

  知識點：坡度、長斜坡、省力

  為什麼不彎腿就跳不起來

  如果有人問你，能不能不彎腿就跳起來，你可能一下子答不上來。那麼現在就試一試吧。你會發現不彎腿根本跳不起來，渾身的勁就像沒處使似的。這是什麼道理呢？

  因為，在一般情況下，物體的運動都是遵循一定的客觀規律，這就是牛頓定律。其中牛頓第三定律告訴我們：物體甲給物體乙一個作用力時，物體乙必須同時給物體甲一個反作用力，作用力和反作用力大小相等，方向相反，且在同一條直線上。比如拍手的時候，右手給右手一個力，左手同時也給右手一個力；桌上放一本書，書對桌面有一個壓力，同時，桌面對書也會產生一個支持力。它們都是作用力和反作用力。

  我們要從地面上跳起來，必須要使地面對我們有一個作用力。怎樣才能使地面對我們施加作用力呢？這就得先要我們對地面有個作用力。我們彎腿、下蹲，然後向上跳，就是在調整腿部肌肉，使肌肉收縮對地面施加力，這樣，地面就會同時對我們產生向上的反作用力，藉助這個反作用力我們就跳起來了。腿部肌肉對地面的作用力越大，地面對我們的反作用力也越大，因此就跳得越高。如果不彎腿，腿部肌肉無法對地面產生作用力，地面也不會對我們產生反作用力，所以跳不起來。

  知識點：彎腿、運動、規律、作用力、反作用力

  遠處的鐘聲，為什麼在夜晚和

  清晨聽起來比白天更清楚

  許多大城市都矗立著巨大的時鐘，悠揚的鐘聲，向周圍的人們準確地報告著時間。

  你若細心就會發現：夜晚和清晨，鐘聲聽上去很清楚，一到白天，鐘聲聽起來就不太清楚了，有時甚至聽不見。有人可能會說：這是因為夜晚和清晨的環境安靜，而白天聲音嘈雜。

  這樣的解釋，只說對一部分，並不完全。另一個重要原因是聲音會「拐彎」。

  聲音是靠著空氣來傳播的。它在溫度均勻的空氣里，是筆直地往前跑；一碰到空氣的溫度有高有低時，它就盡揀溫度低的地方走，於是聲音就「拐彎」了。

  白天，太陽把地面曬熱了，接近地面的空氣溫度遠比空中高，鐘聲發出以後，走不多遠就往上拐到溫度較低的空中去了。因此在一定距離以外的地面上，鐘聲聽起來就不清楚，再遠一點，人們就聽不見鐘聲了。夜晚和清晨，空氣的冷熱情況正好相反，接近地面的氣溫比空中低，鐘聲傳出以後，就順著溫度較低的地面推進，於是，人們在很遠以外也能清晰地聽到鐘聲。看來，「夜半鐘聲到客船」還真有點科學道理哩！

  聲音的這種脾氣，會造成一些有趣的現象。在炎熱的沙漠裡，地面附近的溫度極高，如果在50-60米以外有人在大聲呼喊，只能看見他的嘴在動，卻聽不到聲音，這是由於喊聲發出後，很快被拐到高空中去了。相反，在冰天雪地里地面附近的溫度比空中低，聲音全都沿著地面傳播，因此人們大聲呼叫時，能傳播得遠，甚至在1000-2000米以外也能聽見。

  有時，由於接近地面的空氣溫度忽高忽低，聲音也會跟著拐上拐下，往往造成一些較近區域聽不到聲音，更遠的地方反而能聽到聲音。1815年6月，在著名的滑鐵盧鐵役中，戰鬥打響以後，部署在戰場25千米處的格魯希軍團竟無一人聽到炮聲，因此沒能按作戰計劃及時趕來支援拿破崙。而在更遠的地方，隆隆的炮聲卻清晰可聞。聲音的傳播性質竟影響到一個戰役的勝敗。

  知識點：聲音、空氣、溫度

  為什麼有的溫度計里裝酒精，有的裝水銀

  溫度計是用來測量溫度的儀器。常用的溫度計有水銀溫度計和酒精溫度計。水銀和酒精作為組成溫度計的主要部件，被稱為測溫物質。測溫物質能夠用來測量溫度，是因為它具有熱脹冷縮的特點。隨著溫度的升高，水銀和酒精的體積會明顯地膨脹，在溫度計中看到的就是水銀柱或酒精柱的高度上升，這樣，只要刻上適當的刻度，人們就可以讀出相應的溫度。

  為了使溫度計有更大的實用價值，測溫物質應該具備兩大特性：一是隨溫度變化而改變體積必須很靈敏，以至於可以測量細小的溫度變化；二是低溫測量溫度時，測溫物質不能凝固成固體，反之，在高溫下，測溫物質也不能變成氣體，否則，就無法用來測量溫度。

  對於同樣質量的水銀和酒精，如果分別使它們的溫度升高1℃，通過實驗發現，酒精吸收的熱量比水銀吸收的熱量大得多，前者大約是後者的20倍。因此，水銀溫度計中水銀柱隨溫度改變的靈敏度比酒精溫度計中的酒精柱大得多。在做科學實驗或測量人體體溫時，由於溫度計吸收或放出的熱量很少，但又必須顯示出溫度的改變，一般都採用水銀溫度計。而同樣的溫度變化下，酒精吸收熱量多，膨脹能力大，因此酒精柱升降變化比水銀柱顯著得多。在測量周圍空氣溫度和水溫時，一般採用酒精溫度計。

  酒精和水銀還有各自沒的特性，酒精十分「耐寒」，它在-117℃才會凝固成因在體，而水銀在-39℃就會凝固起來，失去流動性。在寒冷的北方，冬季氣溫達-40℃左右，因此，一般適宜用酒精溫度計測量氣溫。但是，水銀也有一個優點，它比酒精「耐熱」，水銀的沸點是356.72℃，而酒精到了78.3℃，就會沸騰而急劇汽化。在測量高溫的場合，顯然水銀溫度計比酒精溫度計更有用武之地。

  知識點：溫度計、物質、熱脹冷縮、酒精、水銀、沸點

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