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第2章 科学探秘故事(1)

阿基米德与王冠

阿基米德是古希腊著名的物理学家、数学家。

有一次,国王做了一顶王冠,他想知道那是不是纯金的,于是把阿基米德召来,让他查个水落石出。阿基米德找来一块和王冠同样重的纯金块、两只大小相同的罐子和盘子,然后把王冠和金块分别放进装满水的罐子里,当水溢出来时,各用一个盘子接着。最后,把这些溢出来的水分别倒进两只同样大小的杯子里,一比结果发现溢出来的水不一样多。王冠的秘密就这样被阿基米德揭开了——而揭开王冠秘密的方法就是物理学上的著名的阿基米德定理,即浮力定理。

肥皂泡中的启示

牛顿从剑桥大学毕业后,回家探亲。一天,他和父亲到田间锄草。休息时,牛顿摘下蒲公英的茎条,吹肥皂泡玩。吹着,吹着,他突然发现一个个肥皂泡在阳光下变得花花绿绿,便奇怪地问父亲。父亲说:“这有什么稀奇,肥皂泡本来就这样。”“不,这一定与太阳光有关,它说明阳光并不只是一种颜色。”谁不知道太阳光是白色的?傻孩子!”

“问题没这么简单,我要认真地研究一下。”这个自小就有股子“牛劲”的牛顿,一旦遇上疑惑,不弄个水落石出,是不会罢休的。

第二天,天空晴朗,阳光明媚。牛顿收拾了一些必要的器具,开始了自己的实验。当他一边吹肥皂泡,一边拿着一块三棱形的玻璃片观察时,呈现出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色彩。“啊!阳光中包括七种颜色。”牛顿为自己的发现欢呼雀跃着,但他马上又想到:白光既然可以散成七色,那么,七色光聚在一起,是不是就可以得到白光呢?于是,他连忙试验,果然如此。

就这样,牛顿从普通的肥皂泡上,发现了光学物理中一个十分重要的原理——光的色散和聚合原理。

飞碟之谜

1947年6月,美国新闻界报道了这样一件奇事:一位灭火器材公司的老板驾驶着他的私人飞机在天空飞行,突然,他的眼睛被一阵强光所吸引,他定睛一看,只见在他的前方,出现了九个奇怪的飞行物,这些飞行物形状又大又扁,并且一蹦一跳地飞着,就像飞行的碟子一样,它们快速地升高、旋转,然后消失了。

飞碟一事轰动了美国。此后,在美国、加拿大、巴西等国相继有人报告说见过类似的物体。几十年来,世界各地都有人称看见过此类物体的出现。后来,人们根据目击者的描述,得知这类物体一般呈碟子形、草帽形、球形等,人们把它称为未经探明的空中飞行物,在英文中,它的缩写名字是UFO。

在我国,也有人看见过飞碟。1979年12月的一天晚上,昆明市一所中学的几个同学,下晚自习回家时,发现不远处的天空中有个红红的火球悬浮着。很快,它又高速旋转着飞起来,它上下左右轻盈地飞舞着,五分钟后,火球突然加速,瞬间消失得无影无踪。

飞碟究竟是什么?它从何而来?它是虚构的幻觉还是确有其物?围绕着飞碟,是一连串扑朔迷离的疑团,真相如何,我们正期待着科学家们的回答。

爱迪生发明灯泡

爱迪生在1878年完成留声机的发明后,转向对电灯的研究。他翻阅了大量的资料,发现要使电灯能照明,关键在于灯丝。于是他先后试用了1600多种植物纤维和矿物质做实验,可都没有成功。

有一天,爱迪生看见妻子用来缝制衣服的棉线,顿时眼睛一亮。他拿起一团棉线,直奔实验室,他把棉线烧成炭丝,做成灯丝安装在灯泡上。接通电源后,灯泡立刻发出耀眼的光芒,把整个实验室照得通明。世界上第一盏白炽灯终于诞生了!这盏灯足足亮了45个小时,后来,爱迪生又对灯丝进行了改进,使电灯亮了1200多个小时。

雷达的发明

1940年9月15日,疯狂的希特勒集中500架德国飞机偷袭伦敦,企图让这座著名的城市从地图上消逝。可是,德国法西斯的飞机还没有进入英国领空,就遭到英国歼击机和地面炮火的攻击,结果有105架飞机被击落。

原来,英国之所以能早早地发现敌机,是因为他们当时已经发明了雷达。这应归功于物理学家罗伯特·沃特森·瓦特。因为雷达是他发明的。

1934年的一天,沃特森·瓦特在实验室观看荧光屏上的图像时,突然发现图像中出现了一连串的亮点。经过反复地实验,发现那是距实验室不远的一座高楼反射回来的电波信号。这一意外发现使沃特森·瓦特想到:既然近处的高楼能反射电波,那么更远的东西是否也能反射电波?如果可以,那不就可以从荧光屏上及时发现入侵的敌机吗?在英国皇家司令部的支持下,他试制成了电波发射装置和接收电波的装置。经试验,飞机在12公里以内起飞后,发射出去的电波碰上了飞机后迅速反射回来,发现了目标。半年后,雷达更加完善了,外来信号在屏幕上能直接以光带的形式出现。这样,飞机的高度与距离就一目了然,并且能发现160公里内,高度5000米的飞机。世界上第一部雷达诞生了。

罐头的发明

200多年前的一天,法国街头贴出一张悬赏的布告:谁能研究出一种可以久藏远运水果和蔬菜的方法,便可得1.2万法郎奖金。

有个叫阿披脱的年轻人,看到这张布告后,兴冲冲地买回许多蔬菜和水果,开始了研究。开始几次实验都以失败告终,有一天晚上,阿披脱看见妻子为防止剩菜变馊,又重新煮一次。于是心头一亮想出了办法。他把新鲜蔬菜放进玻璃瓶中,再用开水煮一会,冷却后,用麻布将瓶子裹严密。最后放在常温下保存。两个月后,阿披脱取出食物试着品尝了一口,“嗨!真好吃。”他终于成功了。

谋杀的“凶器”——照相机

照相机是我们生活中的好伙伴,能帮助我们留下瞬间的美好回忆,但它的发明经历了很长时间,其中还有很有趣的故事。

18世纪以前,无论是“小孔成像”还是“摄影暗箱”,它们虽具有照相机的某些特性,但因不能将图像记录下来,仍不能称为照相机。

18世纪中期,人们发现了感光材料,这给照相机的问世注入了有效的催化剂。人们在“摄影暗箱”上装上感光片,照相机诞生了。

初期的照相机体积庞大,十分笨重且不便携带。为了照相,就像受罚一样,要端端正正地坐好长时间,使那些养尊处优的先生小姐们要受一阵苦。

对于照相机这种新生事物,曾有一批靠画肖像画为生的画家联名上书政府要求取缔照相术。他们的理由十分简单:怕摄影师抢走他们的饭碗。

1858年,英国人斯开夫发明了一种手枪式胶版照相机。由于镜头的有效光圈大,所以只要扣动扳机就能拍摄。一次,维多利亚女王在宫廷内召开盛大宴会,邀请各国使节。斯开夫作为新闻记者也到了场。当他拿出照相机对准女王拍照时,蜂拥而上的警卫将他扑倒,会场顿时大乱。原来,他们以为斯开夫要用“手枪”谋杀女王。后来才知道,“凶器”原来是照相机。

之后,随着感光材料及摄影技术的进一步发展、照相机不断地得到完善。科学的发展是没有止境的。将来,一定会有更令人称奇的照相机问世!

空中的花朵——降落伞

降落伞大家都很熟悉,在军事、体育和民用方面都有很广泛的用途。是谁发明了它呢?这个荣誉应当归于法国的卢诺尔曼。

卢诺尔曼从小就富于幻想,常常冒出不可思议的念头。少年时,他常和小伙伴们到家附近的一座高塔上玩,在那度过了许多美好的时光。

“要是我能像小鸟那样,用翅膀翱翔多好!那就可以从塔顶飞到地上,用不着慢吞吞地下楼梯了。”他和小伙伴们叽叽喳喳地议论着。

长大后,那个想“飞”的梦想一直萦绕着他。于是他开始搜集资料。一次,他看到一篇小说,讲述了主人公从高层城堡越狱时,把两条被单的角系在一起,然后两手抓住被单的两端,利用风力的托举缓缓落地。这给了他很大的启发。

他根据这个故事所讲的,经过反复揣摩,设计出了第一顶降落伞,并决定到高塔上试降。

当天,闻讯而来的人们将高塔围得水泄不通,很多人都替他担心。为了安全起见,卢诺尔曼先把一块和他自己体重差不多的石头绑在降落伞上,然后将它们扔下。石头坠着像盛开的鲜花似的降落伞,缓缓地落在地上。

这大大地增强了卢诺尔曼的信心。他决定亲自“飞”下来。

只见他双手紧紧抓住降落伞的底绳,轻轻地纵身向塔外一跳,他真的像小鸟一样悠悠地飞翔着,慢慢地安全降落在地上。

“成功了!”卢诺尔曼兴奋地大叫起来,周围的人们也齐声为他喝彩。

如今,这朵绽放在天空中的花朵越来越为人们熟悉和喜爱。

吊灯的启发

伽利略是16世纪意大利著名的物理学家、天文学家。

有一天他在教堂做礼拜时,门外刮起一阵风,吊灯被吹得来回摆动。这个现象引起了他的注意,伽利略用右手指压着左手脉搏数了起来:一二三……一共是二十下。吊灯的摆幅越来越小了,可他再用右手的脉搏来检查时,每次摆动的时间仍然是二十下。“原来吊灯摆动确实有等时性的特点呀!”

回家后,他经过反复实验发现:摆动一次所需的时间,与所有物体的重量无关,而跟绳子的长度有关:绳子越长,摆动一次的时间就越长;绳子越短,摆动一次的时间就短;若绳子的长度不变,那么每次摆动的时间相等。

这一规律就是“摆的等时定律”,伽利略根据这一定律,发明了测量脉搏的“脉搏器”。

鲁班和锯

鲁班是我国古代优秀的工匠和发明家。有一次,鲁班被召进王宫,国王对他说:“给你三年建造一座豪华的宫殿。”鲁班一听,心头一惊:“三年的时间,连砍木头都来不及,怎么能造宫殿呢?”但是,国王的话就是圣旨,鲁班只好应承下来。

那时候,伐木砍树使用的都是斧头。鲁班和徒弟开始伐木,一天,刚下过雨的山上,坡陡路滑,鲁班不小心身体一滑,便急忙抓住身边野草,这时只觉得一阵刺痛,手被野草划开了一道口子,鲜血直流。

他仔细观察发现野草叶子两边长着锋利的小齿。他从中得到启发,请来铁匠仿照野草打了一块带齿的长铁片,在一颗大树上来回拉了起来,一下子把大树锯倒了。就这样,鲁班发明了锯。

伽利略发明的体温表

你们知道医院用的体温表吗?300年前是没有的,医生只能凭经验给病人诊断。

有一天,伽利略在给学生上实验课时,一边操作一边提问:“当水温升高时,试管里的水为什么会上升呢?”学生回答说:“因为体积增大,水就膨胀上升。”“那水冷却后呢?”“体积就会缩小,试管里的水又会下降。”

这一回答,使伽利略突然想到:“既然水的温度变化会引起体积的变化,那么反过来,从水的体积变化中不就可以测出温度的变化吗?”

他迫不及待地开始了自己的实验。先用手握住试管的底部,让管内的空气逐渐变热,然后倒过来插入水中,再松开手,这时,水被吸入试管。当他重新握住试管,水又被压了下去。然后,伽利略将一支极细的试管灌上水,在排出空气后密封,并刻出刻度。世界上第一支体温表诞生了。

富兰克林与雷电

在很久以前,雷电一直是一大谜。有的人认为它是“上帝之火”,是天神发怒的象征。后来有科学家猜测,雷电可能是某种毒气在空中爆炸的结果。美国著名科学家本杰明·富兰克林却认为雷电不过是自然界的一种放电现象。

为了证实自己的看法,在1752年,他亲自做了一个吸引雷电的风筝实验。富兰克林在风筝上安了一根尖细的铁棒,然后将风筝用麻绳系住,并在麻绳末端分成两支分别系上一片铜钥匙和一段丝线,并将风筝放上天。不一会,电闪雷鸣,风雨交加,当他用手指去碰铜钥匙时,一朵火花立即朝他射来,并感到一阵麻木。啊!这就是电!富兰克林在雨中兴奋地叫了起来。

后来,富兰克林根据凡是高耸的目标都容易招引雷电的现象,发明了避雷针。

听诊器的来历

若是请你给医生画像,你一定不会忘记在医生的脖子上画一副听诊器,但在100多年前,世界上还没有听诊器。你知道听诊器的来历吗?

1816年法国巴黎的莱纳克医生一直想着发明一种器械,能把病人的心跳声和呼吸声直接引到耳朵里来,以便作出正确的诊断。有一天,他到公园里散步,看见两个孩子在玩跷跷板,一个把耳朵贴在跷跷板上,一个在另一头用一根针在跷板上划着,并问“听见了吗?”“听见了,”另一个回答。莱纳克受到了启示,回到医院后,他找来了空心木棍,并把它的两端做成喇叭形,病人的呼吸声、心跳声、都听到了。

自行车的来历

在我们这个自行车的王国里,你知道自行车是谁发明的吗?

1888年英国医生邓洛普给儿子做了一辆自行车。可是当时自行车的轮子是木头做的,常常把儿子摔得鼻青脸肿。

一天,邓洛普拿着橡胶管在花园里浇花,由于水的流动,震得他的手心痒痒,橡胶管的这种弹性,使他一下子联想到儿子爱玩的自行车,他想:“如果把橡胶管灌满水,安到自行车轮上,不就可以减轻车子的颠簸吗?于是橡胶管制成的轮胎成为所有自行车轮、汽车轮等橡胶轮胎的老祖宗。

后来,人们把灌水轮胎改为弹性更大的充气轮胎。从此,自行车就成了既轻便、又灵活的交通工具,博得了人们的喜爱。

贝尔发明电话

贝尔1847年出生在英国的爱丁堡市。大学毕业后,和父亲一起创办了一家聋哑人学校。

在一次电教实验中,贝尔发现了一个有趣的现象,在电流接通或断开时,螺旋线圈会发出噪音,就像莫尔斯电码“嘀哒”的声音一样。

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