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与物理相关的几件有趣的日常小知识
送交者: gudouchun[♂☆★★天牙沦落人★★☆♂] 于 2021-09-23 3:38 已读 12763 次 18 赞  

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大杂排名连日下滑,作为副版主责无旁贷,俺要向小云同学学习,该出手时就出手。既然曾经当过物理老师,那咱就聊聊生活中一些与物理有关的小常识吧。 6park.com

小时在河边玩耍经常和小伙伴比赛打水漂,将瓦片或扁平的石块斜斜地向水面抛出,谁的水漂打得远击起的水花多则赢。当时就很困惑,为什么圆形的石头漂不起来,为什么抛出的角度不对也不行?到中学后了解了弹簧及压强的原理后才明白。水是一种连续介质,当片状物的平面突然击打水面时,被击打部位下降,周边升高,于是水在重力的作用下产生压强,给片状物一个向上的浮力,接触面积越大,浮力也也大。一旦浮力大于击打物重量,击打物就跳起,水面回复原状,就象弹簧一样。而圆形石头和水面的瞬间接触面积太小,浮力不足以托起石头,因此要沉下去。如果片状物的边缘先接触水面也是同样道理。 6park.com

八九十年代我们用过的剪刀是分左右手的,这在当时也给我造成一定的困惑。既然两片刀刃是对称的,且均和纸面垂直,那为什么还分左右手?其中的道理和当时剪刀的加工工艺有关。以前的剪刀是铁匠手工锤打而成,两片刀刃咬合得并不紧,这就需要拇指和食指互相配合,一个推另一个拉,使刀刃彼此紧紧贴在一起。而左右手的手指所施加的力刚好相反,左手的力会使右手剪刀的两个刀刃分离,因此不能切割薄薄的纸片。别看道理很简单,其实很多人并不明白,特别是用惯了现代机器生产的剪刀的人。到了美国后,我还为这个问题与一化学博士争论过。 6park.com

第三个是一关于鬼的故事,我以前的文章写过,这里重述一遍。80年代初,邻镇有一火葬场,县里西边几个镇的逝者都在那里火化。某一天火葬场不远处一家人发现他们主卧室的蚊帐上每天日落时分会出现模模糊糊的人影,还有车马。由于太过模糊,看起来有点像古人。此家人及邻居大骇纷纷搬离。最后一中学物理老师用几何光学解释了这个现象,其实和相机一个道理,小孔成像。夕阳西下,房内光线暗淡,而路边景物发出的光经过面向公路的墙上的一个小孔进入房子,然后射到房顶的一个玻璃。当时我们农村基本上家家都有一个这样的玻璃,用于采光。但是那家的玻璃上已落满树叶,因此外面光进不来,而由小孔过来的光经玻璃刚好反射到蚊帐上而成像。 6park.com

从小到大我们都念过不少古诗,例如平林漠漠烟如织,还如晴川历历汉阳树。前一首描写的是遥望远处平原上的树林一片朦胧,根本分不清哪一棵是哪一棵。后一首描写的是对岸晴川的树木棵棵清晰可辨。我们在感叹诗人用词优美观察仔细描述精准时,是否想过为什么远处的树林是模糊的而近处的却清晰可辨呢?这里涉及到圆孔衍射的知识。几何光学解释了一物体的发出的光通过瞳孔后可以在我们的视网膜上成像,但是光线穿过瞳孔时要发生衍射,于是一个点在视网膜上就变成一个光斑。远处两棵树相对瞳孔所张的角度很小,经过衍射后它们在视网膜上成的像是重叠的。而近处的两棵树相对瞳孔所张的角度大,即使有衍射,它们的象依然彼此分离。于是就有了前面两句诗描写的效果。要想降低圆孔衍射的效应,我们有两种方法。一是增加圆孔的直径,例如天文望远镜。再就是降低光线的波长,如电子扫描显微镜。我们生活中还有一个现象和圆孔衍射有关,即纱窗后面的人可以识别街上的行人,而行人只能模模糊糊意思到窗后有人,但无法识别。 6park.com

九十年代大学生寒暑假一般都要坐绿皮火车,为学英语他们还一般有一个短波收音机,大家都知道火车上是可以听收音机的,即使紧贴火车墙壁。这里就有一个问题,绿皮火车是一铁皮盒子,而金属对电磁波是完全屏蔽的,那么无线电波是怎么进来的呢?其实电磁信号不是穿透铁皮进来的,而是通过窗户衍射而入的,和上一段提到的圆孔衍射类似。光线也是电磁波的一种,只是波长不同而已。使用过微波炉的就会提出另一个问题,既然光线是电磁波,为什么我们可以看到微波炉内的食物而不担心微波会跑出来灼伤皮肤?问题的关键在于电磁波的波长和障碍物尺寸的相对大小。光线的波长是纳米级的,比微波炉窗子上的小孔小很多,因此可以直接从小孔穿出。而加热食物的微波的波长是数十厘米左右,这要比窗上小孔孔径大几十倍,因此无法直接射出来。即使有衍射,也只是在小孔边缘有一点点。只有尺寸相近波才可能通过衍射穿出来,例如声音可以传播到墙壁后面,而墙两边的人看不见彼此。 6park.com

老夫子吃饱了撑得慌,来到河边遛腿,看见滔滔流水突然大发感叹,逝者如斯乎。后面的陈子昂登一个小小台阶也学老人家装逼:“前不见古人,后不见来者。念天地之悠悠,独怆然而涕下。” 现代人更是没脸没皮赤裸裸地高声唱到:“黑了木耳,紫了葡萄,软了香蕉。” 总之我们每代人都在感叹时间一去不复返。那么时间是什么?从测量学角度理解,时间只是物与物之间位置的变化,因为我们度量时间时所测的就是钟摆或指针的位置变化。只是不可能制作一个无限长的尺子,我们只得选择一些周期运动来作为测量时间的工具,算是一种折中吧。爱思考的人就会提出更多的问题。什么是物体?什么是位置?钟摆位置能回复,为什么我们不能变年轻?这些问题就复杂了,仅就第三个问题而言,物理学中有热力学第二定律可作回答,即熵增原理。说的是,一个封闭系统只能从有序走向无序。例如,一杯开水只会变凉而不会无缘无故变烫,一滴墨在水中只会慢慢散开而不会重聚,等等。如果以孤立系统的状态为时间测量标准,时间就是单方向的,开弓没有回头箭。如没外界强大影响,我们就只会越来越老,健康慢慢变差,最后死亡,身体在空气和土壤中分解。你永远不可能看到原子分子自动组合为一个人,然后从坟墓中爬出。 6park.com

今天暂且就写这些,希望网友能在下面分享你们有趣的生活常识。

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版主:gudouchun于2021_09_23 11:38:10编辑

版主:gudouchun于2021_09_23 12:00:39编辑

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