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日常生活与科学
日常生活与科学
21世纪是信息化和知识经济的时代,随着科学技术的不断发展,科普技术普及显得尤为重要。
当前的前沿科学和热点科学已经在热潮中得到了充分的宣传和普及,然而生活中的小科学却在不断的原理人们的生活,很多公众能对当前的前沿科学(例如航天飞机、宇宙飞船等)滔滔不绝,但问到生活中的小科学(例如大雪后为什么很寂静,闪电为什么是弯弯曲曲的,天空的颜色与大气污染,雨衣为什么不粘水,开水倒在地上为什么发出低沉的“扑扑”声?
)却说不出一个所以原来。
科学知识的积累应该是从基础做起,就像盖一座高楼大厦一样,没有牢固的基础大厦是不会牢固的,所以在当前的环境中,应开展对生活中的科学知识的宣传,以促进公众理解并掌握周边的、生活中的科学知识。
雨衣上的学问
下雨天,外出的人们不是打伞,就是穿雨衣。
雨衣为什么不透水呢?
奥妙就在制作材料上。
就拿布制雨衣来说吧,它是用防雨布(经过防水剂处理的普通棉布)制成的。
防水剂是一种含有铝盐的石蜡乳化浆。
石蜡乳化以后,变成细小的粒子,均匀地分布在棉布的纤维上。
石蜡和水是合不来的、水碰见石蜡,就形成椭圆形水珠,在石蜡上面滚来滚去。
可见,是石蜡起了防雨的作用。
物理学上把这种不透水的现象,叫做“不浸润现象”。
而水一旦遇到普通棉布,就通过纤维间的毛细管渗透进去,这就叫做“浸润现象”。
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。
物理学还告诉我们:
水的内聚力作用在水表面形成表面张力。
水的表面张力使水面形成一层弹性薄膜,当水和其他物体接触时,只要水对它不浸润,那么这层弹性膜就是完好的、可以把水紧紧地包裹着。
有人试验过:
巧妙地把水倒进浸过蜡的金属筛里,水并没有从筛眼里漏下去。
常见的玻璃,看起来光滑晶亮。
可是,水遇上它,却紧紧地缠住不放,带来了种种麻烦:
下雨的时候,车前窗玻璃上的雨水挡住了司机的视线,很不安全,于是只好开动划水器,把雨水排去;戴眼镜的人,在喝热水的时候,镜片立即蒙上一层雾汽,挡住了视线,什么东西也看不见了。
人们知道了水的表面张力的特性,了解了水的内聚力与附着力的关系以后,不仅巧妙地制成了雨衣,而且还造出了新颖的“憎”水玻璃——在普通玻璃上涂一层硅有机化合物药膜,它大大削弱了雾汽对玻璃的附着力。
用这种憎水玻璃做镜片,为戴眼镜的人解除了蒙雾的苦恼;把这种玻璃安在车的前窗上,划水器也就用不着了。
现在你该能说出篷布、布伞不漏雨的道理了吧!
肥皂泡为什么总是先上升后下降
日常生活中,我们常看到一些小朋友吹肥皂泡,一个个小肥皂泡从吸管中飞出,在阳光的照耀下,发出美丽的色彩。
此时,小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中,我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中,形成一道美丽的风景。
但我们常常是看到肥皂泡开始时上升,随后便下降,这是为什么呢?
这个过程和现象,我们只要留心想一下,就会发现,它其中包含着丰富的物理知识。
在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。
此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。
这个过程就跟热气球的原理是一样的。
随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。
大雪后为什么很寂静
在冬天,一场大雪过后,人们会感到外面万籁俱静。
这是怎么回事?
难道是人为的活动减少了吗?
那么,为什么在雪被人踩过后,大自然又恢复了以前的喧嚣?
原来,刚下过的雪是新鲜蓬松的。
它的表面层有许多小气孔。
当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射。
由于气孔往往是内部大而口径小。
所以,仅有少部分波的能量能通过出口反射回来,而大部分的能则被吸收掉了。
从而导致自然界声音的大部分能均被这个表面层吸收,故出现了万籁俱寂的场面。
而雪被人踩过后,情况就大不相同了。
原本新鲜蓬松的雪就会被压实,从而减小了对声波能量的吸收。
所以,自然界便又恢复了往日的喧嚣。
开水倒在地上为什么发出低沉的“扑扑”声?
有人认为,冷水倒在地上,水和水里的空气同时与地面撞击,所以发现的声音比较清脆.至于开水,因为开水里没有空气了,倒在地上时就只有水与地面撞击,所以发出的声音比较低沉.这种看法,好像有些道理,其实不然.
首先,冷水中的空气溶解在水里,是作为液体存在的,当冷水与地面撞击时,溶解着的空气不可能预先变成气体来与地面撞击.
其次,我们把溶解有空气的冷水视同汽水.汽水里的二氧化碳是在高压下溶解的,打开瓶塞就等于突然减少液面的压力.所以只要稍加摇动,就有大量的二氧化碳从液体中喷出,这与冷水中溶解空气的情况完全不同,溶解在冷水中的空气是极少的,并未达到饱和状态.因此,当冷水撞击地面时,一般只会有更多的空气溶解在水中,而不是有许多空气从水里跑出.
再则,认为开水撞击地面发出的声音比较低沉,是由于开水里没有空气,这个说法如果确实,那么没有空气的冷开水就应发出与热开水一样的声音.可是,冷开水撞击地面的声音完全跟冷水一样,这就证明了开水和冷水撞击地面发出不同的声音,与水里有否有空气毫无关系.
冷水和开水的主要区别,一是空气的有无,二是温度的高低.在上面的分析中,已经否定了前者,则原因就在于温度的高低了.
用一壶煮开的水,每隔二三分钟向地面浇注一次,同时注意每次发出的声音,你就会发现,随着壶水温度的降低,声音的调子由低到高,“扑扑”声逐渐变为“噼啪”声.
那么,温度不同的水撞击地面时,为什么会发出不同的声音呢?
水煮开后,水分子的活动能力大为增加,分子间的吸引力大为削弱,这时,不仅液体表面的水分了很快蒸发,而且液体内部的水分子也争先恐后地汽化飞出.因此,在开水四周总是夹着这一层富于弹性的水汽,所以发出了低沉的"扑扑"声.水温逐渐降低时,水分子的活动能力减弱了,分子间的吸引力增大了,液体内部的水分子不再汽化,包围着的水汽层逐渐消失,这时,水着地就直接与地面接触,因而发出来的声音变清脆了
“热得快”的奥秘“热得快”是生活中常用的一种电加热器,可以用来烧开水、热牛奶、煮咖啡等,快捷而方便。
“热得快”的加热螺圈通常是用一种较细的金属管绕制成的,管内装有电热丝,然后灌入氧化镁粉之类的绝缘材料,把电热丝封装固定在管中间,使它不与管壁接触。
电热丝的两端再分别与电源线相接。
通电后,电流从电热丝中流过,电热丝便发热。
如果把“热得快”浸没在液体中,热量通过液体很快散发出来,这样使液体很快被加热,而且也不会烧坏电热丝。
如果让“热得快”在空气中干烧,热量不易散发,金属外管会很快烤焦,甚至烧红,管内的电热丝便会烧断。
所以,使用时应先将“热得快”放入液体内,液体最少应淹没加热螺圈(手柄及电线不能浸入液体中),然后再接通电源。
加热完毕,也应先断开电源,过一小会,待“热得快”温度降低后,再从液体中拿出,擦干收藏。
由于“热得快”中的电热丝是用镍铁合金制成的细丝,一般较脆、容易震断。
因此,“热得快”不能剧烈震动,如果表面有水垢或附着物,可用小毛刷轻轻刷掉,不要用硬物敲击或用小刀刮削。
“热得快”一旦断丝便无法修复,只有换新的了。
谈纳米技术
纳米是一个微小的长度单位,1纳米等于10亿分之一米。
根头发丝有7万到8万纳米。
纳米技术这个词汇出现在1974年。
纳米科学、纳米技术是在0。
10到100纳米尺度的空间内研究电子、原子和分子运动规律及特性。
纳米材料是纳米技术的重要的组成部分,也是国际上竞争的热点和难点。
碳纳米管自从1991年被发现以来,就一直被誉为未来的材料。
碳纳米管在强度上大约比钢强100倍,其传热性能优于所有已知的其它材料。
碳纳米管具有良好的导电性,在常温下导电时,几乎不产生电阻。
纳米陶瓷材料在1600摄氏度高温下能像橡皮泥那样柔软,在室温下也能自由弯曲。
从1998年世界上第一只纳米晶体管制成,到1999年100纳米芯片问世,使20世纪最后10年世界上出现的“纳米热”进一步升温。
我国在纳米技术领域占有一度之地,处于国际先进行列。
已成功制备出包括金属、合金、氧经化物、氢化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料,合成出多种同轴纳米电缆,掌握了制备纯净碳纳米管技术,能大批量制备长度为2至3毫米的超长纳米管。
合成的最细的碳纳米管的直径只有0。
33纳米,这不但打破了我国科学家自已不久前创造的直径只为0。
5纳米的世界纪录,而且突破了日本科学家1992年所提出的0。
4纳米的理论极限值。
《稻草变黄金──从四氯化碳制成金刚石》的文章高度评价。
最近又研制成功新型纳米材料──超双疏性界面材料。
这种材料具有超疏水性及超疏油性,制成纺织品,不染油污,不用洗染。
纳米技术应用前景十分广阔,经济效益十分巨大,美国权威机构预测,2010年纳米技术市场估计达到14400亿美元,纳米技术未来的应用将远远超过计算机工业。
纳米复合、塑胶、橡胶和纤维的改性,纳米功能涂层材料的设计和应用,将给传统产生和产品注入新的高科技含量。
专家指出,纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”现在我国以纳米材料和纳米技术注册的公司有近100个,建立了10多条纳米材料和纳米技术的生产线。
纳米布料、服装已批量生产,象电脑工作装、无静电服、防紫外线服等纳米服装都已问世。
加入纳米技术的新型油漆,不仅耐洗刷性提高了十几倍,而且无毒无害无异味。
一张纳米光盘上能存几百部,上千部电影,而一张普通光盘只能存两部电影。
纳米技术正在改善着、提高着人们的生活质量
鸽子是怎么认识归家之路的?
是鸽子眼神好、记忆力惊人吗?
不是。
倘若是把鸽子装在严密遮挡的笼子里运到一个陌生的地方放飞,它们依然能轻而易举地飞回家。
有人说,鸽子是利用地球磁场导航的,按照此论,当地球磁场畸形时鸽子就不认识路了。
果真如此吗?
若在鸽子头顶和脖子上绕几匝线圈,以小电池供电,鸽子头部就产生一个均匀的附加磁场。
当电流顺时针方向流动时,在阴天放飞的鸽子向四面八方乱飞,这表明:
地球磁场是鸽子的导航罗盘。
那么鸽子是怎样按照地球磁场来确定飞行方向的呢?
有人把鸽子看作有1000欧姆电阻的半导体,它在地球磁场中振翅飞行时,切割磁感线,因而在两翅之间产生感应电动势。
鸽子按不同方向飞行,因为切割磁感线方向不同,所以感应电动势也各不相同。
鸽子体内的感受器官根据感应电动势就可以判别飞行的方向。
上面的讨论是阴天放飞的情况,那么晴天放飞时又如何呢?
试验表明,附加磁场对它没有影响,依然能定向飞行,这一事实说明:
地球磁场并不是它唯一的导航罗盘。
原来,鸽子能检测偏振光,在晴天它能根据太阳的位置选取择特定的飞行方向,并由体内生物钟对太阳的移动进行相应的较正。
必须说明:
当电流逆时针方向流动时,不管是晴天还是阴天外地飞行,鸽子都能飞回家。
除鸽子外,能检测地球磁场的还有甲虫、密峰、苍蝇、鱼、白蚁、蜗牛等。
吃鸡蛋有诀窍
五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。
细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。
要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。
一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。
可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。
一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。
鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。
在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。
把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。
随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。
明白了这个道理,对我们很有用处。
凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。
工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。
另外,有些电器元件却是用两种热膨胀性质差别很大的金属制成的。
例如,铜片的热膨胀比铁片大,把铜片和铁片钉在一起的双金属片,在同样情况下受热,就会因膨胀程度不同而发生弯曲。
利用这一性质制成了许多自动控制装置和仪表。
日光灯的“启动器”里就有小巧的双金属片,它随着温度的变化,能够自动屈伸,起到自动开启日光灯的作用。
“爬云梯”的梯子短一些是否更安全?
一个正在表演“爬云梯”的体格健壮的演员,他用双肩顶着一架足有五、六米高的梯子,另外五个演员陆续爬到梯子的顶端,进行各表演。
观众们无不为此操心吊胆:
梯子头重脚轻是多么容易翻倒呀!
可是,梯子尽管有一些摇摆,到底还是稳住了。
这是为什么呢?
在此节目中,肩膀上顶梯子的演员,凭着他敏捷感觉,把梯子的基底位置随时加以灵活调整。
当梯子向前倾时,他的肩膀立即向前挺;当梯子向后倒时,他的肩膀也随即向后退。
这样,使重力作用始终通过基底,梯子就倒不下来。
那么梯子作短一些不是更安全吗?
为了回答这个问题,让我们先比较一下顶一支铅笔和顶一根二、三米的竹杆的情形。
竖直放置的竹杆或铅笔,只要一松手,都会失去平衡而倾倒,竹杆的重心较高,稳定性不及铅笔,它更难维持平衡。
但是,另一方面,正因为竹杆重心高,因此从开始倾斜至倾倒在地,所需时间却比铅笔倒下的时间长得多。
而且,竹杆倒下时的速度还与倾倒的角度有关:
倾角越大,重心越低。
这样,竹杆就有更多的势能转化为动能,倾倒时的速度也就越大。
对一支长16cm的铅笔来说,当顶端有1cm的偏离时,它的倾角约为3度25分,其顶端就要下降0.28cm.但对一根长三米的竹杆而言,它的顶端偏离平衡位置1cm时,倾角只有11分,杠顶下降0.003cm,重心只降低0.0015cm.可见,在偏离平衡的距离相同的情况下,竹杆越高,从离开平衡位置到某一偏离位置需要的时间越长.这样,尽管杠杆长,重心高对稳定性不利但是由于它开始倾倒时的速度很慢,因而在基底可以移到的情况下,就有充分的时间来调整竹杆的平衡,就能变不利为有利,杠子越长反而越容易保持平衡.所以说,顶长竹杆比顶铅笔要容易.
由此可见,演员在梯顶时正是梯子重心位置最高、梯子倒得最慢的时候,顶梯子的演员有足够的时间来调整梯子的基底位置。
所以,这个看上去好象是最紧张的场面实际上倒并非是最难表演的。
演员们上梯下梯,大家往往认为是杂技表演的开始和终了时而不十分注意,其实却是最难表演的场面。
这时,重心位置不固定,有时甚至降得很低。
这两种情况,对顶梯子的演员来说,调整较为困难。
为此,要求演员动作敏锐,有节奏,每个动作完成后必须有一定的间隙
怎样使服装挺括
要使服装穿起来挺括,洗刷以后,往往需要用熨斗烫一烫。
但是,熨烫衣服也有诀窍;要先在衣服上喷一些水,甚至还要衬上一层湿布,然后才能熨烫。
如果把一件干衣服拿来就烫,不仅不能把褶皱烫平整,而且还容易把衣服烤焦。
当衣服喷上一些水以后,它的纤维很快被水润湿。
这时把温度合适的熨斗放在上面一烫,渗入纤维中的水分便受热气化。
我们知道,物质从液态变成气态,要从周围吸收大量的热,而且体积在一瞬间增大许多倍。
由于熨斗压在上面,体积膨胀的水蒸气跑不出来,只能使劲地往纤维的空隙里钻,这样一来,正好把纤维挤得笔直、平整。
熨烫衣服要掌握好熨斗的温度。
如果熨斗的温度太低,水分不能气化,自然起不到“烫”的作用;要是温度过高,又会把衣服烫焦。
有经验的人,都知道给熨斗底面上滴一点水,根据水滴的变化和发出的声音来判断熨斗的温度。
要是水滴发出“扑叽”的响声,并且水珠滚转,很快流去,可以断定这时熨斗的温度约为150℃左右,正合适;如果水滴发出“扑哧”的响声,而且水滴很快散开并蒸发成汽,此时熨斗的温度约为180℃左右,太高了。
这时,只要喷上适当的水,就可以把温度降到150℃左右。
液体突然受热气化使体积剧烈膨胀的现象,在日常生活和生产中是常有的,有利的要利用,有害的则要注意防止。
例如,在炼钢厂里,炽热的钢渣是严禁倒在潮湿的地方的,否则就等于埋下了一颗定时炸弹。
因为炽热的钢渣,一倒在潮湿的场所,地上的水分就会立即气化,它的体积在短时间内,可以增大1000倍以上,可是,大量钢渣死死地压在上面,蒸汽不能顺利地跑出来,时间长了,越积越多,最后便冲破钢渣而发生爆炸。
这当然是很危险的,所以,必须把钢渣倒在干燥而又没有易燃物的地方,才能保证安全。
闪电为什么是弯弯曲曲的
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。
天空的颜色与大气污染
自然界中绚丽多彩的晚霞和日出东方时的壮丽景象是任何一位艺术家都难以描绘的。
但是很少有人知道,我们目睹的大部分颜色是污染造成的。
城市的落日和空气清新的乡村落日是不同的。
在非常洁净、未受污染的大气中,落日的颜色特点鲜明。
太阳是灿烂的黄色,同时邻近的天空呈现出橙色和黄色。
当落日缓缓地消失在地平线下面时,天空的颜色逐渐从橙色变为蓝色。
即使太阳消失以后,贴近地平线的云层仍会继续反射着太阳的光芒。
因为天空的蓝色和云层反射的红色太阳光融合在一起,所以较高天空中的薄云呈现出红紫色。
几分钟后,天空充满了淡淡的蓝色,它的颜色逐渐加深,向高空延展。
但在一个高度工业化的区域,当污染物以微粒的形式悬浮在空中时,天空的颜色就截然不同了。
圆圆的太阳呈现出桔红色,同时天空一片暗红。
红色明暗的不同反映着污染物的厚度。
有时落日以后,两边的天空出现两道宽宽的颜色,地平线附近是暗红色的,而它的上方是暗蓝色。
当污染格外严重时,太阳看上去就像一只暗红色的圆盘。
甚至在它达到地平线之前,它的颜色就会逐渐褪去。
为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色,同时天空呈现出蓝色呢?
在19世纪末期,英国物理学家瑞利在1871年首先对此作出了解释。
在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。
在洁净的、未受污染的大气中,大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的,这些分子的大小比可见光的波长要小得多。
瑞利理论指出,散射光强和波长的四次方成反比(I∝1/λ4),在这种情况下,散射主要影响波长较短的光。
因为蓝色位于光谱的后面,所以天空本身呈现出蓝色。
太阳光直接穿透空气,在散射过程中它失去许多蓝色,所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。
根据瑞利的理论,当光波波长减少时,散射的程度急剧加强。
所以光波波长最短的紫色光应该散射最强,靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。
那么为什么我们看见的是蓝天,而不是紫色和靛色的天空呢?
原来当散射光穿过空气时,吸收使它丧失了许多能量,波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时,散射很强烈,但同时它们也被空气强烈地吸收,阳光到达地面时,所剩的紫色和靛色的散射并不多。
我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色,它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色。
除了散射外,太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。
因为空气层散射和吸收的共同作用,最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。
正因为早晨和傍晚,太阳光经过空气的路程长,能量损失过多,所以我们可以欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。
而在白天,阳光在大气中经过的路程短,它的能量损失少,这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩,是很危险的。
在太阳刚刚落山前,你会看到太阳圆盘的周围有一圈灿烂的红色光环。
这个光环是太阳光被远大于空气分子的灰尘颗粒——通常它们是悬浮在地球附近空中的——折射的结果。
这个光环看上去从太阳圆盘的中心向外延伸了大约3倍。
因为光环延伸的角度取决于光波波长和微粒的大小,所以估计折射的颗粒直径大约为尘埃颗粒的大小。
如果一阵大雨在落日前清洗了一遍空气的话,在落日时通常就看不到这个光环。
瑞利未能明确地解释受污染的空气问题。
虽然他的理论指出了光的散射强度将随着散射颗粒的增大而急剧增强,但它只适用于比光波波长小得多的微粒,对于直径超过0.025毫米的颗粒(例如空气分子)就不适用了。
在当今的工业社会,污染物通常是悬浮的微粒,它们由直径从0.01到10毫米不等的微粒组成。
瑞利的理论不能解释这种情况。
后来,戈什塔夫·米证明了大粒子的散射取决于粒子线度与波长的比值,并于1908年提出了一个更为普遍的理论,它所覆盖的颗粒大小范围更大。
这个理论指出,如果空气中有足够大的颗粒,它们将决定散射的情况。
米氏的散射理论可以解释我们看见的城市天空的景象,颗粒越大,散射越多,同时散射的效果取决于波长。
散射不仅在光谱的蓝色区域强烈,而且在绿色到黄色部分也很强。
所以,穿过了受到很多污染的空气层的太阳光的强度削弱了许多,太阳看上去更红一些,它已经失去它的蓝色、黄色和绿色成分。
除了散射外,像臭氧和水蒸汽还会额外地吸收光能。
结果圆圆的太阳呈现出黯淡、桔红的颜色。
那么在受污染的空气中,天空本身的颜色又如何呢?
悬浮在空中的污染物,时间一久便会聚集成层,较大的颗粒在地面附近形成了较浓密层。
当太阳光穿透这些层时,它逐渐褪色,呈现出桔红色。
散射的光失去了大量波长较短的光波,结果主要是红光得以穿透。
天空呈现出暗红色;因为散射的红光要穿过空气层中较低的、愈来愈浓密的空气,所以在地球表面附近红色越来越浓。
你所看到的落日的类型主要取决于你所处的地方。
在地面上,落日的亮度和颜色取决于季节和当地每天的大气状况。
人在高处所看见的日出和日落的景色完全不同。
有时日落后,站在平台上的观察者能看到贴近两面地平线的一小部分空气散射的阳光。
日出时,在太阳升起之前,散射的光便可以看见,而对于落日而言,天空的颜色取决于大气状况。
日出之前天空中呈现的鲜艳的颜色,例如橙黄色、紫色和深蓝色,表明东面的大气相对而言没受污染。
一旦太阳升起来,大部分天空变成了蓝色,只有在贴近地面的部分呈现出一段狭窄的橙色和黄色。
傍晚的天空能揭示出大气受污染的情况。
天然的“污染”也会影响天空颜色,尤其是火山喷发出的大量的灰尘、热气体和水蒸汽进入大气时。
灰尘的颗粒和其他一些微粒最终在离地面15千米到20千米之间的地方聚集成层。
这个空气层散射太阳光的效果格外明显,绚丽多彩,太阳呈现出蓝色或绿色,尤其是在黄昏时分,火山喷发几年之后还能看到这种景象。
这些引人入胜的景色并不能弥补污染的危害,无论污染是天然的还是人为的。
但至少污染物颗粒通过绚丽多彩的天空颜色的微妙变化显示了它们的存在。
城市日落一旦出现暗红色,那便是对我们的警告。
我们应当禁止污染物排入大气,只有这样,才能保证我们的子孙后代能够继续欣赏到明朗的天空。
鸽子是怎么认识归家之路的?
是鸽子眼神好、记忆力惊人吗?
不是。
倘若是把鸽子装在严密遮挡的笼子里运到一个陌生的地方放飞,它们依然能轻而易举地飞回家。
有人说,鸽子是利用地球磁场导航的,按照此论,当地球磁场畸形时鸽子就不认识路
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