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实际上,问题正出在啤酒杯厚厚的杯壁上。因为玻璃是热的不良导体,若往杯里倒开水,则杯子的内壁受热即刻膨胀,而壁较厚的杯子,热量一下子不能传到外壁,外壁一时还未膨胀,这时,由于应力的作用,杯子便会炸裂;而薄的玻璃杯,倒人开水后,热量几乎同时传递到玻璃杯的外壁,使内外壁温度很快达到平衡而同时膨胀,应力小,就不易炸裂。所以,我们不能用啤酒杯或罐头瓶来喝开水,它们很容易炸裂。同时,我们在商店挑选玻璃杯时,也应注意挑选那些杯壁和杯底较薄的杯子,它们相对于较厚的杯子来讲,比较不易炸裂。
当然,即使是较薄的杯子,由于各部分受热不均匀或内部结构缺陷,也有炸裂的可能,特别是在寒冷的冬天。为了避免这种事故的发生,可以采用以下的办法:在杯子中放入一把金属汤匙,倒入开水时,会把一部分热量传给金属汤匙,使开水的温度降低,这样就可以使杯子里受热不均匀的情况得到缓和;也可以先在杯中倒入少许热水,并倾斜杯子使水在杯子里晃一晃,这样可以使杯子预热,再倒入大量沸水时,由于杯子各处已均匀受热,所以就不会炸裂了。
知识点:炸裂、杯壁、导体、结构
为什么冬天会感觉铁比木头冷
我们都会有这样的经验,冬天,我们用手去摸铁和木头,会感觉到铁制物品比木制物品冷得多。为什么会产生这样的感觉呢?你可能会说:因为它们的温度不同嘛!
果真如此吗?让我们用温度计来测量一下铁制物品和木制物品的温度,温度计的读数告诉我们,二者的温度完全相同。
原来,这是因为铁传热比木头要快得多,物体传热能力高低与这种物质的导热系数有关,导热系数高的物质传热快,导热系数低的物质传热慢。铁比木头的导热系数高,也就是说,铁传热的速度要比木头传热速度快得多。
冬天,我们摸着铁制物品时,由于铁的传热能力强,我们手上的热量很快就传到铁制物品上了;而摸着木制物品时,由于木头的传热能力差,手上的热量传走得慢。所以,我们会感觉铁比木头冷得多。
原来,我们感觉到铁比木头冷得多,是由于手上的热量传递到铁上更快的缘故,并不是因为铁和木头的温度不一样。
也正是由于导热能力的不同,在夏天情况刚好与冬天相反,当周围温度比人体温高时,因为铁传热快,铁制物品的温度很快会传导到手上,所以在夏天时会感觉铁比木头热得多。
知识点:温度、传热、导热系数
哈哈镜为什么会使人变形
哈哈镜跟我们日常用的镜子不同。我们习惯的镜子,镜面很平,照在镜子里的像不会变形,大小比例也不会变。但是照哈哈镜就不同了,我们会变得又高又瘦或又矮又胖等各种各样奇异的图像,非常可笑。人们见到自己变成这个模样,都会忍不住地哈哈大笑,由此,人们将这种镜子叫做哈哈镜。
哈哈镜的镜面不是平面的而是曲面的,有的哈哈镜的镜面还是波浪形的,有的商场里的又高又粗的柱面镜也可以看做是一种哈哈镜。
当我们站在商场中的这种柱面镜前,会看到自己变得又高又瘦。那么这种图像是怎样形成的呢?我们可以试想一下,通过镜面上任意一点,作两个互相垂直的截面。一个截面通过圆柱轴线,是竖直的;另一个截面是水平方向的。这样,前一个截面在镜面上得到一条垂线,后一个截面在镜面上得到一个圆。
这样,在镜子的垂直方向的成像规律相当于一个平面镜,而在水平方向上相当于一个球面凸镜。平面镜能形成一个等大正立的虚像,凸镜则能形成一个正立的缩小的虚像。这样,在镜子里你的像,身体宽度缩小了,但高度没有变,就好像被挤瘦了。
其他的哈哈镜,都可以认为它们的镜面是柱面的一部分。如放倒的柱形柱面镜,我们看到的像正好与前面的相反,是又矮又胖。道理与刚才的一样,只不过水平方向相当于平面镜,而竖直方向相当于球面凸镜的成像规律。
照那种曲面的哈哈镜时,凸出来的部分相当凸面镜,照出来的像是正立缩小的。凹下去的部分相当凹面镜,人站得较近的时候;照出来的像是正立放大的;若离得较远时,是倒立缩小的。在哈哈镜上,人像的正常比例受到破坏,就会出现了一个可笑的形象,人们就会忍俊(jùn)不禁。
知识点:图象、镜面、曲面、凸面、凹面
为什么人在看东西时会觉得
近处的东西大,而远处的东西小呢
同样高的树木,在人眼看来近处的大而远处的小,远处的高楼看起来比眼前的二层楼还低,你知道这是为什么吗?
原来,人眼睛的水晶体就像一个凸透镜,视网膜相当于像面。若想看清某一物体,就必须使它的像落在视网膜上。从人眼瞳孔中心对物体的张角叫做视角,视角的大小决定视网膜上物体的像的大小。同样高的两棵树,离眼睛近的那棵树,它的视角比远处那棵树的视角大,在视网膜上近处的树的像就会比远处的树的像大,因此,近处的树看起来比远处的大。
但是,当物体离得太近或太远的话,人眼也会看不清的。这是由于人看东西是要靠眼睛的水晶体的调节,而水晶体的调节也是有限度的。当眼睛里的肌肉完全放松时,水晶体的两个曲面的曲率半径最大,这时若远处物体能在视网膜上成像,这个物体到眼睛的距离就被称为远点。如果物体在远点之外,人眼就看不清了。当物体接近人眼时,为了能看清物体,人眼必需调节水晶体,挤压水晶体使水晶体曲率半径变小,以使物体能在视网膜上成像。当物体拉近到一定距离时,曲率半径已不可能再变小,此时该物体到眼睛的距离就被称为近点。若物体到眼睛的距离比近点还短时,人眼也会看不清该物体了。
由于人在视物时会有近大远小的效果,所以西洋画家在绘画中发展了“透视”画法,在画面中,将近处的人和物体画得较大,而将远处的人和物体画得较小,这样做,可以较为逼真地反映出观察者的主观视像,从而在二维平面上画出三维立体景象。
知识点:眼睛、水晶体、视网膜、视角、透视
为什么汽车的雾灯要用黄色光
大雾弥漫的天气,驾驶车辆在道路上行驶很不安全,于是驾驶员都打开车头上设置的雾灯。雾灯是黄色的,它能透过浓雾,照亮前方道路,并且标明自己所在的位置,避免与迎面而来的行人、车辆发生碰撞。
雾灯不用醒目的红光而用黄光是有科学道理的。雾灯的光必须要有散射的作用,使照射出去的光尽可能向前方散布开来,使迎面来的车辆和行人既看清目标又不刺眼。光有一个特性,波长越短的光,越容易被散射。黄光的波长比红光的波长短三分之一,散射强度是红光的五倍。由此可见,采用黄光作为汽车雾灯的光色,比用红光效率高的多得多。
黄光不仅用在汽车雾灯上,日常生活中也能看到它的特殊应用。例如城市道路的十字路口,深更半夜,交通指挥灯停开了,而路中央有一盏黄灯一闪一闪地发出光芒,使驾驶员在很远的地方就能发现,以便及时降低车速,安全驶过路口。
那么比黄光波长更短的绿光、蓝光和紫光为什么不用呢?绿光已被公认为“允许许通行”和“安全”等的标志光,常见的就有城市道路上的交通灯、铁路用的号志灯和公共场所出口标志灯等;蓝光和紫光的光色不够明亮,而且与自然环境傍晚、黎明或阴雨天的天空颜色十分接近。既然它们有这样那样的不足之处,就选择了散射性能比它们稍差一些的黄光作为汽车雾灯的灯光颜色。
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