第一篇：量子物理的小故事

量子物理的小故事

原來(lái)量子力學(xué)是這么搞出來(lái)的(獻(xiàn)給學(xué)習(xí)固體物理的苦主們)來(lái)源： 宋飛 Leon的日志

一

故事發(fā)生在二十世紀(jì)初的法國(guó)。

巴黎。

一樣延續(xù)著千百年的燈紅酒綠，香榭麗舍大道上散發(fā)著繁華和曖昧，紅磨坊里彌漫著躁動(dòng)與彷徨。

路上走著一個(gè)年輕人，名叫德布羅意（De Broglie）。在當(dāng)時(shí)，這名字屌得就跟你說(shuō)你姓愛新覺羅一樣。事實(shí)上德布羅意的爸正是法國(guó)的一個(gè)伯爵奸內(nèi)閣部長(zhǎng)，德布羅意正是一個(gè)典型的富二代。

這樣一個(gè)不愁吃穿不愁房只是成天愁著如何打發(fā)時(shí)光的紈绔子弟自然要找一個(gè)能消耗精力的東西來(lái)度過(guò)那些寂寞的日子。這一點(diǎn)至今未變。

而他選擇了??研究中世紀(jì)歐洲史，據(jù)說(shuō)這倒也不僅是為了裝B——中世紀(jì)史中有著很多神奇的東西吸引著他，據(jù)說(shuō)。

時(shí)間轉(zhuǎn)眼到了１９１９，這個(gè)科學(xué)界騷動(dòng)的年代。

比如，就在這一年，德布羅意突然萌生了轉(zhuǎn)系的念頭。他發(fā)現(xiàn)，原來(lái)物理學(xué)中有著更多神奇的東西吸引著他，尤其是感興趣于當(dāng)時(shí)正流行的：

量子論。

簡(jiǎn)言之，他就是迷戀于當(dāng)時(shí)一個(gè)很潮的觀點(diǎn)：光是粒子。

按說(shuō)這本該不值個(gè)爛錢，因?yàn)閹装倌昵耙粋€(gè)大牛牛頓就曰過(guò)：光是粒子。不過(guò)后來(lái)這個(gè)觀點(diǎn)被菲涅爾、泊松一群做光學(xué)的搞得很久不流行了。幾百年來(lái)，科學(xué)界正統(tǒng)的觀點(diǎn)是：光是波。十幾年前的一天，某君普朗克突然說(shuō)：原來(lái)光還是粒子啊~~！大家本來(lái)不想鳥他，結(jié)果愛因斯坦用他的理論做著做著就做出了光電效應(yīng)！這本來(lái)是物理學(xué)里的一朵烏云，現(xiàn)在突然沒了，于是學(xué)界就嘩然了。

當(dāng)年的德布羅意倒并不見得對(duì)這一觀點(diǎn)的物理思想有多么深刻的見地，按他的理解，光是粒子就是在說(shuō)原來(lái)牛頓是對(duì)的我們被后人忽悠了?；蛟S一時(shí)沖動(dòng)，年輕人告別了中世紀(jì)歐洲史，告別了奢侈糜爛的生活，來(lái)到了一派宗師朗之萬(wàn)門下，說(shuō)：請(qǐng)您收我念PhD吧。

二

歷史上，郎之萬(wàn)為什么給德布羅意offer已經(jīng)很難說(shuō)清，德布羅意到底花了多少精力去讀他的PhD也已經(jīng)很難說(shuō)清。白駒過(guò)隙，五年說(shuō)過(guò)就過(guò)了。作為歷史系中世紀(jì)歐洲史專業(yè)的德布羅意，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)到物理系以后的確力不從心。

當(dāng)下，很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題就是如何搞定那篇令他蛋疼的畢業(yè)論文，算是對(duì)青春一個(gè)交代。

這個(gè)問(wèn)題讓他輾轉(zhuǎn)反側(cè)很多年。畢不了業(yè)，煩！德布羅意只聽愛因斯坦那幫家伙一直念什么光是粒子還是波??普朗克早不念了，他不堅(jiān)定，已經(jīng)完全拋棄自己當(dāng)初的量子假設(shè)，轉(zhuǎn)回去做經(jīng)典了。波呢，還是粒子？粒子呢，還是波？還是是粒子又是波

呢？畢不了業(yè)啊，煩！

糾結(jié)五年終于過(guò)去了。抓?。保梗玻吹奈舶?，德布羅意終于提交了自己的博士論文。

不計(jì)封面，論文只有一頁(yè)之多一行。遙想在那個(gè)沒有槍手、沒有萬(wàn)方的時(shí)代，這已經(jīng)是不容易了。

他的一頁(yè)紙的論文反復(fù)而執(zhí)著地論述粒子是波波是粒子，說(shuō)來(lái)說(shuō)去就一句話：既然波可以是粒子，那么粒子未必不能是波。光既然可以既是粒子又是波，別的粒子干嘛不行？

波的波矢和角頻率與粒子動(dòng)量和能量的關(guān)系是：

p=h/(2*pi*k), E=hv

這是他的論文里出現(xiàn)的唯一兩個(gè)公式，其他主要是議論和感想。

其實(shí)，就這兩個(gè)公式也是從愛因斯坦發(fā)表于1905年那篇《光電效應(yīng)》中借用而來(lái)的。

很難想象這樣一篇博士論文是怎樣通過(guò)答辯的。

正式表決之前，德布羅意的老板也就是朗之萬(wàn)得知，論文評(píng)審委員會(huì)的六位教授中的三位表示一定會(huì)投反對(duì)票。

本來(lái)在歐洲，一個(gè)學(xué)生苦讀數(shù)年都那不到學(xué)位是很正常的事情，更別說(shuō)一個(gè)來(lái)混日子的的花花公子。這一點(diǎn)也至今未變。

然而，偏偏德布羅意的父親又是一位權(quán)高望眾的內(nèi)閣部長(zhǎng)。名門之下，德公子寒窗五年，最后連一個(gè)Ph.D都沒拿到，雙方豈不都很沒面子？

情急之中，朗之萬(wàn)往他的一個(gè)好朋友那里寄了一封信。

也許當(dāng)初的朗之萬(wàn)只是礙于情面想幫德布羅意混得一個(gè)PhD，然而事實(shí)上，這一封信卻改變了科學(xué)史。

三

這封信的收信人是愛因斯坦。

信的內(nèi)容大致如下：

尊敬的愛因斯坦閣下：

在我這里有一位研究生，已經(jīng)攻讀了五年的博士學(xué)位，如今即將畢業(yè)。給你看他的畢業(yè)論文！當(dāng)中有一些想法??我覺得很新鮮??

??請(qǐng)問(wèn)您怎么看？

另，該研究生的父親是弊國(guó)的伯爵，內(nèi)閣的**部長(zhǎng)??

若您??將來(lái)您來(lái)法國(guó)一定會(huì)受到最隆重的接待！

朗之萬(wàn)

就是說(shuō)，如果您不肯給個(gè)面子，以后就甭來(lái)法國(guó)了。

不知愛因斯坦是出于知趣呢，還是出于因?yàn)樽约寒?dāng)年的離經(jīng)叛道產(chǎn)生的惺惺相惜，對(duì)著這滿篇色即是空空即是色一樣的文字盯了半天，他很客氣回了一封信，大意是說(shuō)：It is interesting.在英語(yǔ)里，interesting一般用于描述一種想說(shuō)它好卻說(shuō)不出怎么好所以不知怎么說(shuō)才好的微妙狀態(tài)。此時(shí)的愛因斯坦已頗有威望，既然他都說(shuō)interesting了，評(píng)審委員們也就心領(lǐng)神會(huì)了。

終于，化險(xiǎn)為夷。

浪蕩子弟德布羅意就這樣拿到PhD，回去炫耀去了。

按照當(dāng)時(shí)歐洲的學(xué)術(shù)

傳統(tǒng)，朗之萬(wàn)需要將德布羅意的博士論文分寄到了歐洲各大學(xué)物理系。

幾乎所有人都以為事情會(huì)就此了結(jié)，以為德布羅意那篇“很有趣”的博士論文在檔案堆里從此埋沒。

然而歷史總喜歡以不確定性原理來(lái)開玩笑。而這個(gè)玩笑順帶著改變了許多人的命運(yùn)。

在朗之萬(wàn)寄出的博士論文中，有一份來(lái)到了維也納大學(xué)。

四

1926年春，維也納。

當(dāng)時(shí)在維也納大學(xué)物理系老大是德拜，他收到這份博士論文后，把它交給了他的組里面一位已經(jīng)年屆不惑的老講師，說(shuō)：回去看了下次組會(huì)講下。

想一想，一大把年紀(jì)了還在講臺(tái)上晃蕩，其學(xué)術(shù)生涯多么朦朧而慘淡。德拜將任務(wù)交給他時(shí)說(shuō)：

“你現(xiàn)在研究的問(wèn)題不重要，不如給我們講講德布羅意的論文吧?！?/p>

這位講師的名字叫做：

薛定諤

在接下來(lái)的兩周里，薛定諤仔細(xì)的讀了一下德布羅意的“博士論文”，其實(shí)從內(nèi)容上來(lái)講根本就用不上“仔細(xì)”二字，薛定諤的這篇論文只不過(guò)一頁(yè)之多一點(diǎn)，公式也不過(guò)就兩個(gè)而已，并且是已經(jīng)在愛因斯坦發(fā)表的論文中出現(xiàn)過(guò)的。

然而論文里說(shuō)的話卻讓薛定諤一頭霧水，薛定諤只知道德布羅意大講了一通“波即粒子，粒子即波”，除此之外則是兩個(gè)黃鸝鳴翠柳——不知所云。

兩周之后，薛定諤硬著頭皮把這篇論文的內(nèi)容在seminar上講了一下，講完之后，聽這也是云里霧里，而老板德拜則做了一個(gè)客氣的評(píng)價(jià)：

“這個(gè)年輕人的觀點(diǎn)還是有些新穎之處的，雖然顯得很孩子氣，當(dāng)然也許他需要更深入一步，比如既然提到波的概念，那么總該有一個(gè)波動(dòng)方程吧！”

多年以后，有人問(wèn)及德拜是否后悔自己當(dāng)初作出了這一評(píng)論，而沒有自己埋頭深入，德拜自我解嘲的說(shuō)：

“你不覺得這是一個(gè)很好的評(píng)論嗎？”

德拜建議薛定諤做一做這個(gè)工作，兩周以后seminar的時(shí)候再講一下。

僅僅兩周，世界為之一變。

薛定諤再次出現(xiàn)在seminar上講解德布羅意的論文的時(shí)候，他宣布，他為德布羅意的“波”找

了這樣一個(gè)方程。

這個(gè)方程就是“薛定諤方程”！

當(dāng)然，在薛定諤方程誕生之初，沒人真正把這給德布羅意的“波”生搬硬套上的方程當(dāng)回事。常識(shí)是：德布羅意的那篇論文已經(jīng)是學(xué)界公認(rèn)的垃圾了，而從垃圾里翻出來(lái)的自然如同垃圾。當(dāng)時(shí)還有一首打油詩(shī)諷刺薛定諤和他的方程：

歐文的psi，算來(lái)真靈通； psi是個(gè)啥，沒人看得懂。

psi是薛定諤方程中的波動(dòng)變量，歐文是薛定諤的名字。

“這貨不至于是

個(gè)雞肋吧！”他想。

薛定諤的故事似乎要再一次陷入平庸，然而平庸往往是正醞釀奇跡的緣由，只因人對(duì)平庸的不甘。

五

如果把上世紀(jì)初的物理學(xué)比作一潭湖水，前面的故事都好比湖水深處的**——湖的表面卻是風(fēng)平浪靜。

縱觀兩年以來(lái)的物理學(xué)界：哥本哈根已然成為量子理論界的“屠龍”——普朗克和愛因斯坦理論的啟發(fā)下，哥本哈根學(xué)派掌門人一代宗師玻爾提出了著名的“三大核心原理”，成功解釋氫光譜。1925年，玻爾的得意大弟子海森堡進(jìn)一步提出了描述氫原子軌道的理論。那個(gè)年代，沒有線代，沒有數(shù)學(xué)物理方法，精通數(shù)學(xué)的物理學(xué)家本來(lái)屈指可數(shù)，就連數(shù)學(xué)很強(qiáng)的海森堡本人也并未必知道同時(shí)代那些數(shù)學(xué)家在搞什么飛機(jī)。在他的理論出爐之后，學(xué)弟玻恩悄悄地告訴海森堡大師兄你用的東西在數(shù)學(xué)里叫：矩陣。

于是，矩陣力學(xué)走上了歷史的舞臺(tái)。

天下大變，僅一步之遙。

此時(shí)的薛老師正帶著他的情婦在阿爾卑斯山滑雪。

不知是大自然的唯美風(fēng)景還是身邊的溫香軟玉，冥冥之某種存在，給予薛定諤靈感。在“那兩周”的最后幾天里：

他從方程中得出玻爾的氫原子的解！

六

倚天一出，四海皆驚。

沒人再敢把薛定諤的方程當(dāng)扯淡了。

哥本哈根學(xué)派的掌門玻爾大為驚駭，急信至維也納把薛定諤邀請(qǐng)到哥本哈根，切磋量子之精妙。

然而讓玻爾遺憾的是，“切磋”了十天，不知因哥本哈根那幫子哥們兒的數(shù)學(xué)太強(qiáng)了還是薛定諤的數(shù)學(xué)太挫了，反正兩個(gè)人根本不知道對(duì)方在說(shuō)什么。在一場(chǎng)令人疲憊不堪又毫無(wú)結(jié)果的“哥本哈根論劍”之后，波爾悻悻地目送薛定諤回到維也納。

薛定諤堅(jiān)持努力工作，不久，矩陣力學(xué)和他的波動(dòng)方程在數(shù)學(xué)上被證明等價(jià)。

“倚天”“屠龍”，合鑄為一。

在此之后，薛定諤不斷試圖從更基本的原理和假設(shè)出發(fā)導(dǎo)出更基本的方程，但始終沒有成功。不久他終于對(duì)這一切失去了耐性：他也轉(zhuǎn)系了，去研究“生命是什么”。

歷史繼續(xù)著它的歷史劇，不懂?dāng)?shù)學(xué)的德布羅意和薛定諤秒殺了那一年的諾獎(jiǎng)，成為了鬧劇中的主角。

按這故事的尿性，該是尾聲了。

在這一讓人啼笑皆非的歷史中，上帝還是保留了某種程度的公正。

薛定諤得出它的波動(dòng)方程僅在海森堡的矩陣力學(xué)的的誕生一年之后，倘若上帝把這個(gè)玩笑開得更大一點(diǎn)，讓薛定諤在1925年之前就導(dǎo)出薛定諤方程，那恐怕矩陣力學(xué)就根本不可能誕生了。（波動(dòng)方程也就是偏微分方程的理論是為大多

數(shù)物理學(xué)家所熟悉的，而矩陣在當(dāng)時(shí)則幾乎沒人能懂。）如此則此前在量子領(lǐng)域辛苦奮斗了十幾年的哥本哈根學(xué)派就真要集體吐血、暴斃而亡了！

薛定諤方程搞出了薛定諤方程，卻到死都沒有真正理解這個(gè)方程微妙，而對(duì)方程的解釋也是錯(cuò)誤的——正解為哥本哈根學(xué)派的玻恩作出。玻恩的解釋讓物理學(xué)界另一位大師——愛因斯坦極為震怒，他至死念念不忘“上帝是不擲篩子的”，此為后話。

而更為基本的物理，薛定諤試圖獲得而無(wú)力企及，則是有根本哈根學(xué)派的另一位少壯派弟子——狄拉克做出的。狄拉克領(lǐng)袖群倫，同克萊默、約爾當(dāng)，也包括后來(lái)的魏扎克和伽莫夫、朗道等幾代物理學(xué)家的努力，不斷對(duì)理論進(jìn)行修繕，最終確立了量子論的正統(tǒng)解釋，史稱“哥本哈根解釋”。

量子力學(xué)的殿堂終于建立起來(lái)。

第二篇：量子物理史話讀后感

量子物理史話讀后感

真是太棒了，從泡利不相容原理開始，薛定鄂方程、測(cè)不準(zhǔn)原理，這些名字原來(lái)在腦子里始終都是一個(gè)模糊的存在。一直以來(lái)，我都對(duì)這些名詞充滿著敬畏。波粒二象性是高中物理就接觸的，只是彼時(shí)我只是強(qiáng)行記下概念，反正考試不考你如何理解波粒二象性，呵呵，話說(shuō)回來(lái)，真的要考，不知要死多少人……而普通的大學(xué)物理，記憶中是不涉及量子力學(xué)的。我知道這些個(gè)名詞純粹出于好奇，從一些科普讀物上看到的。不過(guò)，顯然沒有讀懂，嗯嗯，這應(yīng)該是那些書寫得不夠好，一定是的！嗯，現(xiàn)在我開始企盼這家伙寫個(gè)相對(duì)論簡(jiǎn)史了。從剛剛接觸物理開始，我便認(rèn)定這門自然科學(xué)與哲學(xué)有著神秘的聯(lián)系。當(dāng)然那時(shí)候是不懂這么說(shuō)的，只是模糊的覺得這世界所有的事物，一定服從某種最高律的安排，簡(jiǎn)單而又完美，且具有說(shuō)服力。讓你覺得：啊，這件事情原來(lái)是這樣子的啊，真是棒極了！所以在日后的每一次物理學(xué)習(xí)中，我都試圖尋求公式背后的實(shí)際意義并獲得成功，直到波粒二象性為止。

所以今晚的感覺很興奮，或許和多年前的那次深夜看文得知不敗的魔術(shù)師并沒有隨著腐朽的同盟一起死去時(shí)的感覺一樣好。以至于要寫下這種感覺。

這本書對(duì)于那些對(duì)物理有興趣人來(lái)說(shuō)，是一本不錯(cuò)的書。當(dāng)然，也只能說(shuō)是一本不錯(cuò)的書了。首先它能夠把一部量子物理學(xué)史從頭至尾緩緩道來(lái)而不讓人產(chǎn)生把書撕爛拋諸腦后的想法（很多人對(duì)于高中物理學(xué)和大學(xué)物理學(xué)教材都有這樣的仇恨），并且是憑借自己的興趣接觸一門確實(shí)不太容易弄懂的科學(xué)。對(duì)于歷史的敘述確實(shí)有助于閱讀，更加出彩的是那些集中討論的和主線無(wú)關(guān)的小專題，這些足以讓這本書成為一本好書。但是，不得不提的是作者的感情有時(shí)候放出的過(guò)于波濤澎湃以致于讓人覺得一向流暢的行文突然被莫名其妙的情感流攔腰截?cái)嗳缓蟮媚椭宰拥冗@一股洪水嘩啦嘩啦嘩啦嘩啦過(guò)去了之后才能繼續(xù)使用理性思維。這是全書最大的敗筆。有時(shí)候，在一本旨在讓人得到更多科學(xué)和理論知識(shí)的書中加入泛濫的情緒化詞語(yǔ)，確實(shí)不是一個(gè)傳播知識(shí)的作者所應(yīng)該采用的技法，即使他是為了文章看起來(lái)更加通俗。至少我覺得，科學(xué)的傳播還是帶有神圣光環(huán)的，無(wú)論何時(shí)何地。當(dāng)然，在很多地方的適當(dāng)?shù)氖闱榇_實(shí)能夠引起讀者的共鳴，讓人洶涌澎湃就要跳將起來(lái)飛身奔出門外開始無(wú)盡的呼喊，這是得到了知識(shí)和偉大的思想而產(chǎn)生的巨大滿足和愉悅啊。說(shuō)實(shí)話，確實(shí)值得一看，至少你會(huì)知道量子物理這個(gè)神奇的詞語(yǔ)究竟大概代表什么意思了。

這本書的好處在于：深入淺出。量子學(xué)絕對(duì)不是大眾學(xué)科，所以要讀懂它的歷史，我的建議是：靜下心來(lái)讀。作者采用以學(xué)科中的人物為線索來(lái)敘述簡(jiǎn)化了我們對(duì)學(xué)術(shù)內(nèi)容的恐懼?！澳衬橙绾伟l(fā)現(xiàn)了某理論”比“某理論是某某發(fā)現(xiàn)的，這個(gè)理論如何如何”要容易讓普通人接受得多。對(duì)物理學(xué)感興趣的人應(yīng)該讀一讀這本書。何況其中的數(shù)字、公式并不多，沒必要“敬而遠(yuǎn)之”。

第三篇：物理小故事

有趣的物理小故事

阿基米德(Archimedes，約公元前287～212)是古希臘物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人。

除了偉大的牛頓和偉大的愛因斯坦，再?zèng)]有一個(gè)人象阿基米德那樣為人類的進(jìn)步做出過(guò)這樣大的貢獻(xiàn)。即使牛頓和愛因斯坦也都曾從他身上汲取過(guò)智慧和靈感。他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想化身”，文藝復(fù)興時(shí)期的達(dá)芬奇和伽利略等人都拿他來(lái)做自己的楷模。

從洗澡的故事說(shuō)起

關(guān)于阿基米德，流傳著這樣一段有趣的故事。相傳敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠，做好后，國(guó)王疑心工匠在金冠中摻了假，但這頂金冠確與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重，到底工匠有沒有搗鬼呢？既想檢驗(yàn)真假，又不能破壞王冠，這個(gè)問(wèn)題不僅難倒了國(guó)王，也使諸大臣們面面相覷。

后來(lái)，國(guó)王請(qǐng)阿基米德來(lái)檢驗(yàn)。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要領(lǐng)。一天，他去澡堂洗澡，當(dāng)他坐進(jìn)澡盆里時(shí)，看到水往外溢，同時(shí)感到身體被輕輕拖起。他突然悟到可以用測(cè)定固體在水中排水量的辦法，來(lái)確定金冠的比重。他興奮地跳出澡盆，連衣服都顧不得跑了出去，大聲喊著“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。

他經(jīng)過(guò)了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以后來(lái)到王宮，他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個(gè)盆里，比較兩盆溢出來(lái)的水，發(fā)現(xiàn)放王冠的盆里溢出來(lái)的水比另一盆多。這就說(shuō)明王冠的體積比相同重量的純金的體積大，所以證明了王冠里摻進(jìn)了其他金屬。

這次試驗(yàn)的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過(guò)查出金匠欺騙國(guó)王，阿基米德從中發(fā)現(xiàn)了浮力定律：物體在液體中所獲得的浮力，等于他所排出液體的重量。一直到現(xiàn)代，人們還在利用這個(gè)原理計(jì)算物體比重和測(cè)定船舶載重量等。

“假如給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能推動(dòng)地球”

阿基米德不僅是個(gè)理論家，也是個(gè)實(shí)踐家，他一生熱衷于將其科學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于實(shí)踐，從而把二者結(jié)合起來(lái)。在埃及，公元前一千五百年前左右，就有人用杠桿來(lái)抬起重物，不過(guò)人們不知道它的道理。阿基米德潛心研究了這個(gè)現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)了杠桿原理。阿基米德曾說(shuō)過(guò)：“假如給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能推動(dòng)地球。”

當(dāng)時(shí)的赫農(nóng)王為埃及國(guó)王制造了一條船，體積大，相當(dāng)重，因?yàn)椴荒芘矂?dòng)，擱淺在海岸上很多天。阿基米德設(shè)計(jì)了一套復(fù)雜的杠桿滑輪系統(tǒng)安裝在船上，將繩索的一端交到赫農(nóng)王手上。赫農(nóng)王輕輕拉動(dòng)繩索，奇跡出現(xiàn)了，大船緩緩地挪動(dòng)起來(lái)，最終下到海里。國(guó)王驚訝之余，十分佩服阿基米德，并派人貼出告示“今后，無(wú)論阿基米德說(shuō)什么，都要相信他?！?/p>

.牛頓

他年幼時(shí)，曾一面牽牛上山，一面看書，到家后才發(fā)覺手里只有一根繩；看書時(shí)定時(shí)煮雞蛋結(jié)果將表和雞蛋一齊煮在鍋里；有一次，他請(qǐng)朋友到家中吃飯，自己卻在實(shí)驗(yàn)室廢寢忘食地工作，再三催促仍不出來(lái)，當(dāng)朋友把一只雞吃完，留下一堆骨頭在盤中走了以后，牛頓才想起這事，可他看到盤中的骨頭后又恍然大悟地說(shuō)：“我還以為沒有吃飯，原來(lái)我早已吃過(guò)了”。

牛頓不僅對(duì)于力學(xué)，在其它方面也有很大貢獻(xiàn)。在數(shù)學(xué)方面，他發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理，創(chuàng)立了微積分學(xué)；在光學(xué) 1 方面，進(jìn)行了太陽(yáng)光的色散實(shí)驗(yàn)，證明了白光是由單色光復(fù)合而成的研究了顏色的理論，還發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡。

2.阿爾伯特．愛因斯坦

因斯坦小時(shí)候，老師讓同學(xué)們做工藝品，大家做的都很好，只有愛因斯坦拿出的是個(gè)很丑陋的小板凳。老師和同學(xué)們嘲笑他，說(shuō)世界上還有比這更丑陋的板凳嗎？愛因斯坦說(shuō)有，他真拿出兩個(gè)更丑陋的。他說(shuō)雖然前一個(gè)板凳很丑陋，但是比后來(lái)兩個(gè)要好的多。

愛因斯坦除在光電效應(yīng)、相對(duì)論等方面作出舉世皆知的杰出貢獻(xiàn)外，他關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的研究成果，由于對(duì)大量無(wú)序因子的規(guī)律性把握，成為當(dāng)今最熱門的金融數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)；他提出的激光受激輻射的概念，在幾十年后的今天得到了廣泛的應(yīng)用；他與玻爾進(jìn)行的論戰(zhàn)中提出的EPR佯謬，至今仍是理論物理學(xué)和科學(xué)哲學(xué)界不斷探討的話題……

3.阿基米德

關(guān)于阿基米德，流傳著這樣一段有趣的故事。相傳敘拉古赫農(nóng)王讓工匠替他做了一頂純金的王冠，做好后，國(guó)王疑心工匠在金冠中摻了假，但這頂金冠確與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重，到底工匠有沒有搗鬼呢？既想檢驗(yàn)真假，又不能破壞王冠，這個(gè)問(wèn)題不僅難倒了國(guó)王，也使諸大臣們面面相覷。

后來(lái)，國(guó)王請(qǐng)阿基米德來(lái)檢驗(yàn)。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要領(lǐng)。一天，他去澡堂洗澡，當(dāng)他坐進(jìn)澡盆里時(shí)，看到水往外溢，同時(shí)感到身體被輕輕拖起。他突然悟到可以用測(cè)定固體在水中排水量的辦法，來(lái)確定金冠的比重。他興奮地跳出澡盆，連衣服都顧不得跑了出去，大聲喊著“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。

他經(jīng)過(guò)了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以后來(lái)到王宮，他把王冠和同等重量的純金放在盛滿水的兩個(gè)盆里，比較兩盆溢出來(lái)的水，發(fā)現(xiàn)放王冠的盆里溢出來(lái)的水比另一盆多。這就說(shuō)明王冠的體積比相同重量的純金的體積大，所以證明了王冠里摻進(jìn)了其他金屬。

他是物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人。

4.錢學(xué)森

在錢學(xué)森提出回過(guò)后,美國(guó)人大為生氣,并對(duì)他嚴(yán)加看守,甚至施加刑罰.美國(guó)人曾經(jīng)給錢學(xué)森一個(gè)莫須有的罪名,使他一人前往荒無(wú)人煙的小島,用各種各樣的刑罰折磨他,據(jù)說(shuō)半年就少了50斤.可是錢學(xué)森回國(guó)的決心從未動(dòng)搖,美國(guó)人放出話,只要錢學(xué)森愿意留在美國(guó),不回中國(guó),就馬上給予他最優(yōu)良的設(shè)施,比原來(lái)更好,更美的生活,給他更大的榮譽(yù).錢學(xué)森沒有放棄.依然意決回國(guó).錢學(xué)森（1911.12.11--）應(yīng)用力學(xué)、航天技術(shù)和系統(tǒng)工程科學(xué)家。生于上海市，原籍浙江省杭州市。1934年畢業(yè)于上海交通大學(xué)。1936年在美國(guó)麻省理工學(xué)院獲碩士學(xué)位。1938年獲加州理工大學(xué)博士學(xué)位。1955年回國(guó)。曾任中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)、中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)、中國(guó)宇航學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、名譽(yù)理事長(zhǎng)等職。現(xiàn)任國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)研究員。早年在應(yīng)用力學(xué)和火箭、導(dǎo)彈技術(shù)的許多領(lǐng)域都做過(guò)開創(chuàng)性的工作。獨(dú)立研究以及和馮.卡門合作研究提出的許多理論，為應(yīng)用力學(xué)、航空工程和火箭導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?；貒?guó)后長(zhǎng)期擔(dān)任火箭、導(dǎo)彈和衛(wèi)星研制的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)，為創(chuàng)建和發(fā)展我國(guó)的導(dǎo)彈、航天事業(yè)作出了杰出貢獻(xiàn)。在工程控制論、系統(tǒng)工程和系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)和人體科學(xué)以及馬克思主義哲學(xué)等許多理論領(lǐng)域都進(jìn)行過(guò)創(chuàng)造性研究，作出了重大貢獻(xiàn)。1956年獲中國(guó)科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，1985年獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)，1991年被國(guó)務(wù)院、中央軍委授予“國(guó)家杰出貢獻(xiàn)科學(xué)家”榮譽(yù)稱號(hào)和一級(jí)英模獎(jiǎng)?wù)?。中?guó)科學(xué)院院士。1994年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。

5．麥克斯韋

麥克斯韋從小就有很強(qiáng)的求知欲和想象力，愛思考，好提問(wèn)。據(jù)說(shuō)還在他兩歲多的時(shí)

候，有一次爸爸領(lǐng)他上街，看見一輛馬車停在路旁，他就問(wèn)：“爸爸，那馬車為什么不走

呢？”父親說(shuō)：“它在休息。”麥克斯韋又問(wèn)：“它為什么要休息呢？”父親隨口說(shuō)了一

句：“大概是累了吧？”“不，”麥克斯韋認(rèn)真地說(shuō)，“它是肚子疼！”還有一次，姨媽

給麥克斯韋帶來(lái)一籃蘋果，他一個(gè)勁地問(wèn)：“這蘋果為什么是紅的？”姨不知道怎么回答，就叫他去玩吹肥皂泡。誰(shuí)知他吹肥皂泡的時(shí)候，看到肥皂泡上五彩繽紛的顏色，提的問(wèn)

題反而更多了。上中學(xué)的時(shí)候，他還提過(guò)象“死甲蟲為什么不導(dǎo)電”，“活貓和活狗摩擦

會(huì)生電嗎”等問(wèn)題。父親很早就教麥克斯韋學(xué)幾何和代數(shù)。上中學(xué)以后，課本上的數(shù)學(xué)知

識(shí)麥克斯韋差不多都會(huì)了，因此父親經(jīng)常給他開“小灶”，讓他帶一些難題到學(xué)校里去做

。每當(dāng)同學(xué)們歡蹦亂跳地玩的時(shí)候，麥克斯韋卻進(jìn)入了數(shù)學(xué)的樂園，他常常一個(gè)人躲在教

室的角落里，或者獨(dú)自坐在樹蔭下，入迷地思考和演算著數(shù)學(xué)難題。

麥克斯韋主要從事電磁理論、分子物理學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、彈性理論方面的研究。尤其是他建立的電磁場(chǎng)理論，將電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)統(tǒng)一起來(lái)，是19世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的最光輝的成果，是科學(xué)史上最偉大的綜合之一

6.法拉第

法拉第1791年9月22日生于薩里郡紐因頓的一個(gè)鐵匠家庭。13歲就在一家書店當(dāng)送報(bào)和裝訂書籍的學(xué)徒。他有強(qiáng)烈的求知欲，擠出一切休息時(shí)間貪婪地力圖把他裝訂的一切書籍內(nèi)容都從頭讀一遍。讀后還臨摹插圖，工工整整地作讀書筆記；用一些簡(jiǎn)單器皿照著書上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把自己的閣樓變成了小實(shí)驗(yàn)室。在這家書店呆了八年，他廢寢忘食、如饑似渴地學(xué)習(xí)。他后來(lái)回憶這段生活時(shí)說(shuō)：“我就是在工作之余，從這些書里開始找到我的哲學(xué)。這些書中有兩種對(duì)我特別有幫助，一是《大英百科全書》，我從它第一次得到電的概念；另一是馬塞夫人的《化學(xué)對(duì)話》，它給了我這門課的科學(xué)基礎(chǔ)?！?/p>

法拉第主要從事電學(xué)、磁學(xué)、磁光學(xué)、電化學(xué)方面的研究，并在這些領(lǐng)域取得了一系列重大發(fā)現(xiàn)。1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)之后，法拉第于1821年提出“由磁產(chǎn)生電”的大膽設(shè)想，并開始了艱苦的探索。1821年9月他發(fā)現(xiàn)通電的導(dǎo)線能繞磁鐵旋轉(zhuǎn)以及磁體繞載流導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，第一次實(shí)現(xiàn)了電磁運(yùn)動(dòng)向機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，從而建立了電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)室模型。接著經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)的失敗，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。這一劃時(shí)代的偉大發(fā)現(xiàn)，使人類掌握了電磁運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)變以及機(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)變的方法，成為現(xiàn)代發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器技術(shù)的基礎(chǔ)。

7.伽利略

有一次，他站在比薩的天主教堂里，眼睛盯著天花板，一動(dòng)也不動(dòng)。他在干什么呢？原來(lái)，他用右手按左手的脈搏，看著天花板上來(lái)回?fù)u擺的燈。他發(fā)現(xiàn)，這燈的擺動(dòng)雖然是越來(lái)越弱，以至每一次擺動(dòng)的距離漸漸縮短，但是，每一次搖擺需要的時(shí)間卻是一樣的。于是，伽利略做了一個(gè)適當(dāng)長(zhǎng)度的擺錘，測(cè)量了脈搏的速度和均勻度。從這里，他找到了擺的規(guī)律。鐘就是根據(jù)他發(fā)現(xiàn)的這個(gè)規(guī)律制造出來(lái)的、主要貢獻(xiàn)

1、對(duì)力學(xué)的貢獻(xiàn)

1.1科學(xué)描述了運(yùn)動(dòng)

經(jīng)院哲學(xué)家主要關(guān)注的是“終極原因”,所以主要借助于質(zhì)料、形式、目的、自然位置等模糊概念對(duì)運(yùn)動(dòng)作因果的和定性的描述,而且把運(yùn)動(dòng)分為自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng),伽利略認(rèn)為這種描述和分類方法,實(shí)際上是把運(yùn)動(dòng)的研究引入絕境.他不相信自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的區(qū)別,他認(rèn)為應(yīng)該依據(jù)運(yùn)動(dòng)的基本特征量———速度對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類,由此提出了勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)的分類方法.伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)基本概念，包括重心、速度、加速度 等都作了詳盡研究并給出了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)式。尤其是 加速度概念的提出，在力學(xué)史上是一個(gè)里程碑。有了加 速度的概念，力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)部分才能建立在科學(xué)基礎(chǔ) 之 3 上，而在伽利略之前，只有靜力學(xué)部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出過(guò)慣性定律（見牛頓運(yùn)動(dòng)定 律）和外力作用下物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這為牛頓正式提出 運(yùn)動(dòng)第一、第二定律奠定了基礎(chǔ)。在經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立上，伽利略可說(shuō)是牛頓的先驅(qū)。

1.2 建立落體定律

通過(guò)伽利略得出結(jié)論,這個(gè)規(guī)律在自由下落的極限情況下也一定成立.上面得到的結(jié)果可以用另一數(shù)學(xué)形式來(lái)表達(dá),即在一定的時(shí)間內(nèi)圓球所走過(guò)的總距離與這段時(shí)間的平方成正比,或用伽利略自

1.3 確定慣性定律

慣性定律:勻速運(yùn)動(dòng)和靜止因?yàn)椴皇菑?qiáng)加的,所以永恒.正是這種永恒運(yùn)動(dòng)維持著地球以及整個(gè)宇宙的井然秩序.伽利略還明確指出,物體的速度無(wú)須外力維持,但外力可以改變物體運(yùn)動(dòng)的速度,即產(chǎn)生加速度,這使得人們得以從亞里士多德的謬論“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”中解脫出來(lái),從而把動(dòng)力學(xué)的研究引上了正確的方向.1.4研究拋體運(yùn)動(dòng)

在對(duì)拋物體的研究中，伽利略用幾何方法證明了一個(gè)平拋物體可以分解為水平方向和垂直下落兩種運(yùn)動(dòng)。他證明了在拋物體初速度相同的條件下，拋射角為45度時(shí)，射程最遠(yuǎn)。

1.5提出相對(duì)性原理

伽利略在《對(duì)話》中進(jìn)而寫道:“運(yùn)動(dòng)作為運(yùn)動(dòng)而言,并作為運(yùn)動(dòng)在起作用,只是對(duì)沒有這種運(yùn)動(dòng)的物體才存在,在所有具有相等運(yùn)動(dòng)的物體中間,運(yùn)動(dòng)是不起作用的,而且看上去就仿佛不存在似的.”伽利略是在論證地球上的人不能覺察地球的運(yùn)動(dòng)時(shí)講這段話的,所以講的“運(yùn)動(dòng)”自然是勻速運(yùn)動(dòng),而勻速運(yùn)動(dòng)的體系就是慣性定律能夠成立的體系,所以也就是慣性體系,伽利略的這段話精辟地闡述了相對(duì)性原理:在慣性系中所做的一切力學(xué)實(shí)驗(yàn)都不能證明體系本身的運(yùn)動(dòng).1.6首創(chuàng)科學(xué)的研究方法

伽利略關(guān)于運(yùn)動(dòng)理論的研究工作,采用了一個(gè)對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展很有效的程序,即對(duì)現(xiàn)象的一般觀察→提出工作假設(shè)→運(yùn)用數(shù)學(xué)和邏輯的手段得出特殊推論 →通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)→對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正和推廣,等等.2、對(duì)天文學(xué)的貢獻(xiàn)

伽利略在傳播和捍衛(wèi)哥白尼天文學(xué)中的決定性作用。

1543年，波蘭天文學(xué)家哥白尼出版了他不朽的著作《天體運(yùn)動(dòng)論》，建立了太陽(yáng)中心學(xué)說(shuō)，這一學(xué)說(shuō)的建立是科學(xué)史具有劃時(shí)代意義的事件，標(biāo)志著近代科學(xué)的開端。但這一學(xué)說(shuō)在當(dāng)時(shí)并未引起廣泛的注意。經(jīng)過(guò)布魯諾特別是伽利略的傳播后，情況有了很大的不同。1609年，伽利略用他自己制造的、放大率的呵0倍的天文望遠(yuǎn)鏡觀察天天，看到了太陽(yáng)上有黑子、月球表面有高低不平的現(xiàn)象，木星有四顆衛(wèi)星，金星有盈虧等等。這些成果直接和間接地證明了哥白尼學(xué)說(shuō)的正確性。

3、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的貢獻(xiàn)

所謂科學(xué)實(shí)驗(yàn),就是人們根據(jù)研究的目的,利用科學(xué)儀器設(shè)備人為地控制、模擬、創(chuàng)造或純化某種自然現(xiàn)象 過(guò)程,排除干擾、突出主要因素,在有利的條件下去研究自然規(guī)律的一種科學(xué)活動(dòng).在伽利略的科學(xué)生涯中,不僅強(qiáng)調(diào)觀察和實(shí)驗(yàn)的重要性,而且同時(shí)強(qiáng)調(diào)理性與經(jīng)驗(yàn)的同等重要,是在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)理性的數(shù)學(xué)建構(gòu)來(lái)達(dá)到對(duì)客觀自然界的認(rèn)識(shí).伽利略通過(guò)其畢生的努力,創(chuàng)立了科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法.由于伽利略卓有成效的工作和精辟的科學(xué)思想,把科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法發(fā)展到了一個(gè)完

全新的高度,使物理學(xué)走上了真正科學(xué)的道路,也為近代自然科學(xué)系統(tǒng)地、全面地發(fā)展,開辟了廣闊的前景.伽利略把理論和實(shí)驗(yàn)緊密而和諧地結(jié)合在一起,構(gòu)成了一套完整的科學(xué)研究方法,有力地推動(dòng)了近代科學(xué)的發(fā)展.正是這種新方法———邏輯推理與科學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合———使物理學(xué)擺脫了依靠形而上的思辨、自覺、猜測(cè)和定性的議論的狀況,走上了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)的道路,盡管伽利略沒有把實(shí)驗(yàn)作為理論的唯一支點(diǎn),但實(shí)驗(yàn)還是改變了科學(xué)的性質(zhì)和方向.正是在這個(gè)意義上,伽利略被稱為科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)始人和近代科學(xué)的奠基人.愛因斯坦和英費(fèi)爾德在

《物理學(xué)的進(jìn)化》一書中曾作了這樣的評(píng)論:“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的數(shù)學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端.”這個(gè)評(píng)價(jià),至今對(duì)于我們?nèi)杂猩羁痰慕桃?4、對(duì)哲學(xué)的貢獻(xiàn)

他一生堅(jiān)持與唯心論和教會(huì)的經(jīng)院哲學(xué)作 斗爭(zhēng),主張用具體的實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律,認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)是理 論知識(shí)的源泉。他不承認(rèn)世界上有絕對(duì)真理和掌握真理 的絕對(duì)權(quán)威，反對(duì)盲目迷信。他承認(rèn)物質(zhì)的客觀性、多 樣性和宇宙的無(wú)限性，這些觀點(diǎn)對(duì)發(fā)展唯物主義的哲學(xué) 具有重要的意義。但由于歷史的局限性，他強(qiáng)調(diào)只有可 歸納為 4 數(shù)量特征的物質(zhì)屬性才是客觀存在的.8.焦耳

英國(guó)著名科學(xué)家焦耳從小就很喜愛物理學(xué)，他常常自己動(dòng)手做一些關(guān)于電、熱之類的實(shí)驗(yàn)。

有一年放假，焦耳和哥哥一起到郊外旅游。聰明好學(xué)的焦耳就是在玩耍的時(shí)候，也沒有忘記做他的物理實(shí)驗(yàn)。

他找了一匹瘸腿的馬，由他哥哥牽著，自己悄悄躲在后面，用伏達(dá)電池將電流通到馬身上，想試 一試動(dòng)物在受到電流刺激后的反應(yīng)。結(jié)果，他想看到的反應(yīng)出現(xiàn)了，馬收到電擊后狂跳起來(lái)，差一點(diǎn)把哥哥踢傷。

盡管已經(jīng)出現(xiàn)了危險(xiǎn)，但這絲毫沒有影響到愛做實(shí)驗(yàn)的小焦耳的情緒。他和咯咯又劃著船來(lái)到群山環(huán)繞的湖上，焦耳想在這里試一試回聲有多大。他們?cè)诨饦尷锶麧M了火藥，然后扣動(dòng)扳機(jī)。誰(shuí)知“砰”的一聲，從槍口里噴出一條長(zhǎng)長(zhǎng)的火苗，燒光了焦耳的眉毛，還險(xiǎn)些把哥哥嚇得掉進(jìn)湖里。

這時(shí)，天空濃云密布，電閃雷鳴，剛想上岸躲雨的焦耳發(fā)現(xiàn)，每次閃電過(guò)后好一會(huì)兒才能聽見轟隆的雷聲，這是怎么回事？

焦耳顧不得躲雨，拉著哥哥爬上一個(gè)山頭，用懷表認(rèn)真記錄下去每次閃電到雷鳴之間相隔的時(shí)間。

開學(xué)后焦耳幾乎是迫不及待地把自己做的實(shí)驗(yàn)都告訴了老師，并向老師請(qǐng)教。

老師望著勤學(xué)好問(wèn)的焦耳笑了，耐心地為他講解：“光和聲的傳播速度是不一樣的，光速快而聲速慢，所以人們總是想見閃電再聽到雷聲，而實(shí)際上閃電雷鳴是同時(shí)發(fā)生的?！?/p>

焦耳聽了恍然大悟。從此，他對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)更加入迷。通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)和認(rèn)真地觀察計(jì)算，他終于發(fā)現(xiàn)了熱功當(dāng)量和能量守恒定律，成為一名出色的科學(xué)家

焦耳一生都在從事實(shí)驗(yàn)研究工作，在電磁學(xué)、熱學(xué)、氣體分子動(dòng)理論等方面均作出了卓越的貢獻(xiàn)。他是靠自學(xué)成為物理學(xué)家的。

愛因斯坦小時(shí)候：

愛因斯坦小時(shí)候十分貪玩。母親再三告誡他：“不能再這樣下去了?！睈垡蛩固箍偸遣灰匀坏鼗卮鹫f(shuō)：“你瞧瞧我的伙伴們，他們不都和我一樣嗎？” 有一天，父親給愛因斯坦講了一件有趣的事情。父親說(shuō)：“昨天，我和鄰居杰克大叔去清掃南邊工廠的一個(gè)大煙囪。那煙囪只有踩著鋼筋踏梯才煙囪內(nèi)的能上去。你杰克大叔在前面，我在后面。我們抓著扶手，一階一階地終于爬上去了。下來(lái)時(shí)，你杰克大叔依舊走在前面，我跟在后面。鉆出煙囪，我看見你杰克大叔的模樣，心想我肯定和他一樣，臉臟得像個(gè)小丑，于是我就到附近的小河里去洗了又洗。而你杰克大叔呢，他看見我鉆出煙囪時(shí)乾乾凈凈的，就以他也和我一樣乾凈呢，于是就只草草洗了洗手就大模大樣上街了。結(jié)果，街上的人都笑痛了肚子，還以你杰克大叔是個(gè)瘋子呢。” 父親鄭重地對(duì)愛因斯坦說(shuō)：“其實(shí)，別人誰(shuí)也不能做你的鏡子，只有自己才是自己的鏡子。拿別人做鏡子，白癡或許會(huì)把自己照成天才的。” 愛因斯坦聽了，頓時(shí)滿臉愧色，從此離開了那群頑皮的孩子們。他時(shí)時(shí)用自己做鏡子來(lái)審視和映照自己，終于映照出了他生命的熠熠光輝.......

第四篇：物理小故事

11.1.公元2世紀(jì)，C.托勒密提出了一個(gè)完整的地心說(shuō)。這一學(xué)說(shuō)認(rèn)為地球在宇宙的中央安然不動(dòng)，月亮、太陽(yáng)和諸行星以及最外層的恒星天都在以不同速度繞著地球旋轉(zhuǎn)。為了說(shuō)明行星運(yùn)動(dòng)的不均勻性，他還認(rèn)為行星在本輪上繞其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，而本輪中心則沿均輪繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。地心說(shuō)曾在歐洲流傳了1000多年。1543年，N.哥白尼提出科學(xué)的日心說(shuō)，認(rèn)為太陽(yáng)位于宇宙中心，而地球則是一顆沿圓軌道繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的普通行星。到16世紀(jì)哥白尼建立日心說(shuō)后才普遍認(rèn)識(shí)到：地球是繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的行星之一，而包括地球在內(nèi)的八大行星則構(gòu)成了一個(gè)圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的行星系── 太陽(yáng)系的主要成員。1609年，J.開普勒揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，發(fā)展了哥白尼的日心說(shuō)，同年，伽利略·伽利雷則率先用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天空，用大量觀測(cè)事實(shí)證實(shí)了日心說(shuō)的正確性。1687年，I.牛頓提出了萬(wàn)有引力定律，深刻揭示了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的力學(xué)原因，使日心說(shuō)有了牢固的力學(xué)基礎(chǔ)。在這以后，人們逐漸建立起了科學(xué)的太陽(yáng)系概念。

11.2.曹沖稱象的故事。在距離現(xiàn)在一千七百多年前，中國(guó)是處于魏、蜀、吳三強(qiáng)鼎立的三國(guó)時(shí)代。有一天，吳國(guó)的孫權(quán)送給魏國(guó)領(lǐng)袖曹操一只大象，長(zhǎng)久居住在中原的曹操?gòu)膩?lái)沒有看過(guò)這種龐然大物，好奇地想知道這個(gè)大怪物的體重到底有多重？于是，他對(duì)著臣子們說(shuō)：“誰(shuí)有辦法把這只大象稱一稱？”在場(chǎng)的人七嘴八舌地討論著：有人回家搬出特制的秤，但大象實(shí)在太大了，一站上去，就把秤踩扁了；有人提議把大象一塊一塊地切下分開秤，再算算看加起來(lái)有多重，可是在場(chǎng)的人覺得太殘忍了，而且曹操喜歡大象可愛模樣，不希望為了秤重失去它。就在大家束手無(wú)策正想要放棄的時(shí)候，曹操7歲的兒子曹沖，突然開口說(shuō)：“我知道怎么秤了！”他請(qǐng)大家把大象趕到一艘船上，看船身沉入多少，在船身上做了一個(gè)記號(hào)。然后又請(qǐng)大家把大象趕回岸上，把一筐筐的石頭搬上船去，直到船下沈到剛剛畫的那一條線上為止。接著，他請(qǐng)大家把在船上的石頭逐一稱過(guò)，全部加起來(lái)就是大象的重量了！小朋友，曹沖是不是很聰明？在一千七百多年前的時(shí)代，曹沖的方法的確很聰明，可是，現(xiàn)代的工具非常發(fā)達(dá)，我們發(fā)明出許多的工具來(lái)稱重的東西，不須要再大費(fèi)周章地一筐筐地搬石頭。

小朋友，請(qǐng)你和爸爸媽媽一起討論，一只小狗、一袋砂石、一顆蘋果、一卡車的木頭、一臺(tái)貨柜車，分別要用什么工具來(lái)稱重最適當(dāng)？ 11.3.死海為什么淹不死人

相傳公元70年羅馬軍東征統(tǒng)帥狄杜處決幾個(gè)被俘的奴隸，命令將其投入死海中淹死，但這些被投到湖中的人不下沉，如此反復(fù)數(shù)次，以為有神靈保佑，故赦免之。

實(shí)際上是因?yàn)樗篮５柠}含量很大,使海水的密度大于人的密度,于是人就浮在水面上了!

11.4.水的密度竟然大于冰，你現(xiàn)在就去冰箱里拿一些冰塊，把它丟在半杯水中，看看冰塊是浮著呢？還是沉下。物質(zhì)的密度會(huì)受溫度的影響而改變。一般而言，物質(zhì)的質(zhì)量不受溫度影響，但是體積會(huì)熱脹冷縮。所以溫度上升時(shí)體積膨脹，密度相對(duì)就變小了。相反的，物質(zhì)在溫度下降時(shí)體積縮小，密度會(huì)變大。不過(guò)水是例外，因?yàn)樗拿芏仍?℃時(shí)最大，水溫只要從4℃上升或下降，密度都會(huì)變小。也就是說(shuō)4℃的水，體積在受熱時(shí)也膨脹、冷卻時(shí)也膨脹。所以水總是由表面開始結(jié)冰，密度最大的4℃的水會(huì)沉入最底層。這個(gè)性質(zhì)非常重要，在嚴(yán)寒的冬天，雖然水的表面已結(jié)冰，但在湖泊的底層仍維持4℃左右，使水中的生物可安然度過(guò)冬天。

11.5.密度知識(shí)在生活中的作用 ①鑒別物質(zhì)

新鮮雞蛋的密度(指它的平均密度)比水的密度稍大。買回的雞蛋是否新鮮，放到水里時(shí)，就可鑒別出來(lái)。陳舊的由于水份散失，蛋內(nèi)空隙增大，它的平均密度就變小了，放入水中就會(huì)漂浮。而新鮮雞蛋是要沉沒在水中的。

②如果遇到火災(zāi)，室內(nèi)的空氣的密度是不相同的。被加熱了的空氣密度變小而上浮，而這部分空氣不但能燙傷人，而且有毒成份也多。你要逃生，當(dāng)然要盡可能地處在低處。趴下、匍匐最為合適。

12.1 刻舟求劍，《漢語(yǔ)成語(yǔ)詞典》）中是這樣解釋的：據(jù)說(shuō)從前楚國(guó)有一個(gè)人過(guò)江時(shí)把劍掉在水里，他在船沿上劍掉下去的地方刻了記號(hào)，等船停下后，他便從刻有記號(hào)的地方下水找劍，結(jié)果沒有找到（見《呂氏春秋·察今》）。比喻拘泥固執(zhí)，不知道隨著情勢(shì)的變化而變化。從物理學(xué)的角度來(lái)分析：此人錯(cuò)選了參照物。因船相對(duì)劍是運(yùn)動(dòng)的，則船和劍的相對(duì)位置在不斷地發(fā)生變化，則確定劍的位置應(yīng)選擇與劍的相對(duì)位置不變的物體為參照物，如岸上的石頭、樹木、花草等。11.2.活動(dòng)人行道，有一種設(shè)備，是根據(jù)這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原理建造的，就是所謂“活動(dòng)人行道”；不過(guò)這種設(shè)備直到目前為止，也還只有在展覽會(huì)里可以看到。

.這種設(shè)備的構(gòu)造。有五條環(huán)形的人行道，一條挨著一條套在一起；它們各有單獨(dú)的機(jī)械來(lái)開動(dòng)，速度各不相同。最外圈的那一條走得相當(dāng)慢，速度只有每小時(shí)5公里，等于平常步行的速度，要走上這樣慢慢爬行的人行道，顯然并不困難。在這條里側(cè)，同它并行的第二條人行道，速度是每小時(shí)10公里。如果從不動(dòng)的街道直接跳上第二條人行道，當(dāng)然是危險(xiǎn)的，可是從第一條跨到這一條就不算什么了。事實(shí)上，對(duì)速度每小時(shí)5公里的第一條人行道來(lái)說(shuō)，速度每小時(shí)10公里的第二條人行道也不過(guò)是在做每小時(shí)5公里的運(yùn)動(dòng)；這就是說(shuō)，從第一

條跨到第二條，是和從地面跨到第一條一樣容易的。第三條已經(jīng)是用每小時(shí)15公里的速度前進(jìn)了，可是從第二條跨上去，當(dāng)然也不困難。從第三條跨到用每小時(shí)20公里的速度前進(jìn)的第四條，以及最后從第四條跨到用每小時(shí)25公里的速度奔馳的第五條，也都一樣容易。這第五條人行道就可以把旅客送到要去的地方；到了目的地，旅客又可以一條條地往外跨，他就可以走到不動(dòng)的地面上。

11.3.地球半徑是如何估算的

圖3中，圓C代表地球，C是地球中心，R是地球半徑，L是塞恩城觀測(cè)點(diǎn)與亞歷山大城觀測(cè)點(diǎn)之間的距離(弧長(zhǎng))，S點(diǎn)代表塞恩觀測(cè)點(diǎn)，A代表亞歷山大城觀測(cè)點(diǎn)，O代表太陽(yáng)，則∠OAZ代表亞歷山大城太陽(yáng)影子與旗桿的交角，由于地球的半徑大小與地球和太陽(yáng)之間的距離相比可以忽略不計(jì)，所以∠OAZ=∠SCA，于是L/2πR= r/2π(即L弧長(zhǎng)度與地球周長(zhǎng)之比等于夾角r與圓周角2π之比)，所以R=L/r,即通過(guò)L, r就可算出R。

12.4 看到滑水運(yùn)動(dòng)員在水面上乘風(fēng)破浪快速滑行時(shí)，你有沒有想過(guò)，為什么滑水運(yùn)動(dòng)員站在滑板上不會(huì)沉下去呢？

原因就在這塊小小的滑板上。你看，滑水運(yùn)動(dòng)員在滑水時(shí)，總是身體向后傾斜，雙腳向前用力蹬滑板，使滑板和水面有一個(gè)夾角。當(dāng)前面的游艇通過(guò)牽繩拖著運(yùn)動(dòng)員時(shí)，運(yùn)動(dòng)員就通過(guò)滑板對(duì)水面施加了一個(gè)斜向下的力。而且，游艇對(duì)運(yùn)動(dòng)員的牽引力越大，運(yùn)動(dòng)員對(duì)水面施加的這個(gè)力也越大。因?yàn)樗灰妆粔嚎s，根據(jù)牛頓第三定律（作用力與反作用力定律），水面就會(huì)通過(guò)滑板反過(guò)來(lái)對(duì)運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生一個(gè)斜向上的反作用力。這個(gè)反作用力在豎直方向的分力

等于運(yùn)動(dòng)員的重力時(shí)，運(yùn)動(dòng)員就不會(huì)下沉。因此，滑水運(yùn)動(dòng)員只要依靠技巧，控制好腳下滑板的傾斜角度，就能在水面上快速滑行。

12.5 牛頓：（1642~1727）是一位英格蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、自然哲學(xué)家。他在1687年發(fā)表的論文《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》里，對(duì)萬(wàn)有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個(gè)世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點(diǎn)，并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。他通過(guò)論證開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運(yùn)動(dòng)都遵循著相同的自然定律；從而消除了對(duì)太陽(yáng)中心說(shuō)的最后一絲疑慮，并推動(dòng)了科學(xué)革命。

在力學(xué)和天文學(xué)方面，有伽利略、開普勒、胡克、惠更斯等人的努力，牛頓有可以用已經(jīng)準(zhǔn)備好的材料，建立起一座宏偉壯麗的力學(xué)大廈。正象他自己所說(shuō)的那樣“如果說(shuō)我看得遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟稀薄?/p>

牛頓在臨終前對(duì)自己的生活道路是這樣總結(jié)的：“我不知道在別人看來(lái)，我是什么樣的人；但在我自己看來(lái)，我不過(guò)就象是一個(gè)在海濱玩耍的小孩，為不時(shí)發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對(duì)于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒有發(fā)現(xiàn)?！边@顯示出牛頓的謙遜精神。

12.6.為什么自行車在運(yùn)動(dòng)中容易保持平衡，而在停下時(shí)卻無(wú)法保持平衡？

原因之一是車輪的陀螺效應(yīng)。當(dāng)車輪圍繞著軸快速動(dòng)時(shí)，會(huì)阻礙軸心的移動(dòng)。因此，運(yùn)動(dòng)中的車輪會(huì)對(duì)自行車的傾倒形成阻力。當(dāng)在桌子上轉(zhuǎn)動(dòng)硬幣時(shí)，可以觀察到同樣的效果，運(yùn)動(dòng)中的硬幣可以保持平衡。

另外，如果觀察我們?cè)谝粭l直線上的運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們一會(huì)兒往左，一會(huì)兒往右地拐小彎。正是因?yàn)檫@些小彎，我們才能保持平衡。當(dāng)我們倒向一側(cè)時(shí)，自行車會(huì)往這一側(cè)轉(zhuǎn)小彎。這樣，當(dāng)我們拐小彎時(shí)產(chǎn)生的離心力會(huì)使自行車糾正傾斜的程度，從而保持平衡。

13.1彈力的應(yīng)用

利用彈力可進(jìn)行一系列社會(huì)生產(chǎn)生活活動(dòng)，力有大小、方向、作用點(diǎn)。如高大的建筑需要打牢基礎(chǔ)，橋梁設(shè)計(jì)需要精確計(jì)算各部分的受力大??；拔河需要用粗大一些繩子，防止拉力過(guò)大導(dǎo)致斷裂；高壓線的中心要加一根較粗的鋼絲，才能支撐較大的架設(shè)跨度；運(yùn)動(dòng)員在瞬間產(chǎn)生的爆發(fā)力等等。

可見，物理力學(xué)知識(shí)生產(chǎn)和生活實(shí)際中是很有用的，從宇宙天體到微觀的分子、原子處處存在著各種各樣的力，教師只要將課本知識(shí)與生產(chǎn)生活實(shí)際有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，就能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)他們樹立崇尚科學(xué)、研究科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)精神。

13.2 重力的應(yīng)用

我們生活在地球上，重力無(wú)處不在。如工人師傅在砌墻時(shí)，常常利用重錘線來(lái)檢驗(yàn)墻身是否豎直，這是充分利用重力的方向是豎直向下這一原理；羽毛球的下端做得重一些，這是利用降低重心使球在下落過(guò)程中保護(hù)羽毛；汽車駕駛員在下坡時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)還能繼續(xù)滑行，這是利用重力的作用而節(jié)省能源；在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的拋秧技術(shù)也是利用重力的方向豎直向下。假如沒有重力，世界不可想象，水不能倒進(jìn)嘴里，人們起跳后無(wú)法落回地面，飛舞的塵土?xí)肋h(yuǎn)漂浮在空中，整個(gè)自然界將是一片混濁。在講授重力時(shí)，要讓學(xué)生展開熱烈的討論，充分挖掘?qū)W生的想象力，知道重力與我們的生產(chǎn)生活實(shí)際密切相關(guān)。

13.3 摩擦力的應(yīng)用

摩擦力是一個(gè)重要的力，它在社會(huì)生產(chǎn)生活實(shí)際中應(yīng)用非常廣泛。如人們行走時(shí)，在光滑的地面上行走十分困難，這是因?yàn)榻佑|面摩擦太小的緣故；汽車上坡打滑時(shí)，在路面上撒些粗石子或墊上稻草，汽車就能順利前進(jìn)，這是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各種花紋也是增大接觸面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰運(yùn)動(dòng)員穿的滑冰鞋安裝滾珠是變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，從而減少摩擦而增大滑行速度；各類機(jī)器中加潤(rùn)滑油是為了減小齒輪間的摩擦，保證機(jī)器的良好運(yùn)行?？梢?，人類的生產(chǎn)生活實(shí)際都與摩擦力有關(guān)，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要盡量減少。

13.4 阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了杠桿原理。阿基米德曾講：“給我一個(gè)立足點(diǎn)和一根足夠長(zhǎng)的杠桿，我就可以撬動(dòng)地球”。他首先把杠桿實(shí)際應(yīng)用中的一些經(jīng)驗(yàn)知識(shí)當(dāng)作“不證自明的公理”，然后從這些公理出發(fā)，運(yùn)用幾何學(xué)通過(guò)嚴(yán)密的邏輯論證，得出了杠桿原理。這些公理是：（1）在無(wú)重量的桿的兩端離支點(diǎn)相等的距離處掛上相等的重量，它們將平衡；（2）在無(wú)重量的桿的兩端離支點(diǎn)相等的距離處掛上不相等的重量，重的一端將下傾；（3）在無(wú)重量的桿的兩端離支點(diǎn)不相等距離處掛上相等重量，距離遠(yuǎn)的一端將下傾；（4）一個(gè)重物的作用可以用幾個(gè)均勻分布的重物的作用來(lái)代替，只要重心的位置保持不變。正是從這些公理出發(fā)，在“重心”理論的基礎(chǔ)上，阿基米德發(fā)現(xiàn)了杠桿原理，即“二重物平衡時(shí)，它們離支點(diǎn)的距離與重量成反比。阿基米德對(duì)杠桿的研究不僅僅停留在理論方面，而且據(jù)此原理還進(jìn)行了一系列的發(fā)明創(chuàng)造。據(jù)說(shuō)，他曾經(jīng)借助杠桿和滑輪組，使停放在沙灘上的桅般順利下水，在保衛(wèi)敘拉古免受羅馬海軍襲擊的戰(zhàn)斗中，阿基米德利用杠桿原理制造了遠(yuǎn)、近距離的投石器，利用它射出各種飛彈和巨石攻擊敵人，曾把羅馬人阻于敘拉古城外達(dá)3年之久。

13.5 機(jī)械鐘表、發(fā)條玩具都是靠上緊發(fā)條帶動(dòng)的。當(dāng)發(fā)條被上緊時(shí)，發(fā)條產(chǎn)生彎曲形變，存儲(chǔ)一定的彈性勢(shì)能。釋放后，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)時(shí)、分、秒針或輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。在許多玩具槍中都裝有彈簧，彈簧被壓縮后具有勢(shì)能，扣動(dòng)扳機(jī)，彈簧釋放，勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，撞擊小球沿槍管射出。田徑比賽用的發(fā)令槍和軍用槍支也是利用彈簧被釋放后彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能撞擊發(fā)令紙或子彈的引信完成發(fā)令或發(fā)火任務(wù)的。14.1

全世界每年大約發(fā)生1萬(wàn)次鳥撞飛機(jī)事件，國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)已把鳥害升級(jí)為“A”類航空災(zāi)難。那么，飛機(jī)為何“害怕”小鳥呢? 當(dāng)鳥與飛機(jī)相對(duì)飛行時(shí)，雖然鳥的飛行速度不是很大，但是飛機(jī)的飛行速度卻很大，這樣對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，鳥的飛行速度就十分大了。速度越大，撞擊的力量就會(huì)越強(qiáng)。比如一只0.45公斤的鳥撞在速度為每小時(shí)960千米的飛機(jī)上，就會(huì)產(chǎn)生21.8萬(wàn)牛頓的力；如果是一只1.8公斤的鳥撞在速度為每小時(shí)700千米的飛機(jī)上，產(chǎn)生的沖擊力比炮彈的沖擊力還要大，所以一只小小的鳥也能變成擊落飛機(jī)的“炮彈”。鳥與飛機(jī)的碰撞大多發(fā)生在飛機(jī)起飛和著陸階段。自從人類發(fā)明飛機(jī)以來(lái)，鳥撞飛機(jī)的事故就頻頻發(fā)生。并且隨著航空事業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是寬體客機(jī)等大型噴氣式飛機(jī)的廣泛使用，再加上飛機(jī)場(chǎng)大多建在城市郊外的葦塘、農(nóng)田、草地、濕地等鳥類棲息地、取食地的附近，所以鳥撞飛機(jī)事件成為世界各國(guó)航空界面臨的一個(gè)共同難題。為了避免或減少鳥撞飛機(jī)事故對(duì)人類所造成的損失，航空界除了采用原始的單純靠人工驅(qū)趕、鳴槍示警、設(shè)立攔鳥網(wǎng)或圍墻等驅(qū)散鳥類的辦法之外，還發(fā)明了從鳥類的視覺、聽覺、食性等方面人手的各種先進(jìn)設(shè)備。但是目前，航空界尚未找到一種能夠真正有效地防止鳥撞飛機(jī)的靈丹妙藥。

14.2 為什么江河大提與水庫(kù)大壩都修成上窄下寬？

無(wú)論是江河大堤，還是水庫(kù)大壩都修成上窄下寬，其目的主要是為了“三防”。

1.防水壓

根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式ｐ＝ρｇｈ可知，堤壩內(nèi)的水越靠近堤壩底，水深ｈ越大，水產(chǎn)生的壓強(qiáng)也越大。堤壩下面寬能承受較大的水壓，確保堤壩的安全。

2.防滲漏

堤壩下面部分受水的壓強(qiáng)大，水容易滲進(jìn)壩體。把下部修得寬些，就可以延長(zhǎng)堤壩內(nèi)水的滲透路徑，增大滲透阻力，從而提高堤壩的防滲透性能。3.防滑動(dòng)

堤壩內(nèi)水的壓力總有將大堤向外水平推動(dòng)和將大壩推向下游的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，堤壩基底需要有與之抗衡的靜摩擦力，才能保持堤壩平衡。將堤壩下部修寬既可增大壩體的重力，也可增大迎水面（擋水面）上水對(duì)壩體豎直向下的壓力，因此，可以增強(qiáng)壩體與壩基間的最大靜摩擦力，達(dá)到防止堤壩滑動(dòng)的目的。

14.3 當(dāng)你收聽無(wú)線電臺(tái)的天氣形勢(shì)廣播時(shí)，常聽到“高氣壓”、“低氣壓”、“高壓脊”、“低壓槽”等詞。這些詞都是指的大氣壓在某一區(qū)域的分布類型，那么為什么大氣壓與天氣預(yù)報(bào)有如此密切的關(guān)系呢？

地球表面上的風(fēng)、云、雨、雪，萬(wàn)千氣象，都跟大氣運(yùn)動(dòng)有關(guān)系，而造成大氣運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力就是大氣壓分布的不平衡和氣壓分布的經(jīng)常變化。由于地球表面各處在太陽(yáng)照射下受熱情況不同，各地的空氣溫度就有較大差別。溫度高的地方，空氣膨脹上升，空氣變得稀薄，氣壓就低；溫度低的地方，空氣收縮下沉、密度增大，氣壓就高。另外，大氣流動(dòng)也是造成氣壓不平衡和經(jīng)常變化的重要因素。這樣在地理情況千差萬(wàn)別的地球表面上空，就形成各種各樣的氣壓分布類型，多種氣壓類型的組合就構(gòu)成了一定的天氣形勢(shì)，而決定著未來(lái)的風(fēng)云變幻。

14.4 靜脈輸液中的物理知識(shí)。靜脈輸液時(shí)，要求在輸液過(guò)程中，保持滴點(diǎn)的速度幾乎不變。通過(guò)觀察封閉式靜脈輸液用的部分裝置，結(jié)合氣體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)的知識(shí)我們不難說(shuō)明其道理。

輸液時(shí)，醫(yī)生先將葡萄糖液瓶倒掛，然后將通氣管上的通氣針插入，這時(shí)通氣管與葡萄糖液瓶?jī)?nèi)部連通，葡萄糖液有一部分進(jìn)入通氣管內(nèi)。但我們注意到進(jìn)入的量并不多，通氣管內(nèi)的液面遠(yuǎn)比葡萄糖液瓶?jī)?nèi)的液面要低。接著醫(yī)生就把點(diǎn)滴玻璃管和輸液管連好，然后將輸液管通過(guò)針頭與葡萄糖液瓶?jī)?nèi)部相連。調(diào)節(jié)橡皮管上的夾子，葡萄糖水就開始均勻地一滴一滴在點(diǎn)滴玻璃管內(nèi)下落了。

我們來(lái)分析輸液時(shí)葡萄糖液瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)情況：我們知道，液體壓強(qiáng)是隨深度增加而增大的。液體越深壓強(qiáng)越大，這樣液流速度就越快。在輸液開始后，葡萄糖液瓶?jī)?nèi)的液面持續(xù)下降，瓶?jī)?nèi)空氣壓強(qiáng)減小，因而通氣管內(nèi)的液體由于受到外界穩(wěn)定的大氣壓強(qiáng)的作用，很快被壓回到葡萄糖液瓶?jī)?nèi)。

在整個(gè)輸液過(guò)程中，通氣管針頭頂端開口處的小液片受到的向下的壓強(qiáng)基本保持在一個(gè)大氣壓強(qiáng)的水平，不會(huì)因瓶?jī)?nèi)液面的下降而變化。由于圖中通氣管針頭頂端所處水平面液體的壓強(qiáng)基本保持不變，因而在它下面一定距離的點(diǎn)滴玻璃管上端口液體的壓強(qiáng)也基本保持不變。這樣，就對(duì)穩(wěn)定滴點(diǎn)速度起到了積極作用。

14.5 1噸木頭和1噸鐵，哪一個(gè)重？1噸木頭和1噸鐵，哪一個(gè)重？這還不知道，一樣重?？墒侨绻腥嘶卮鹫f(shuō)：“1噸木頭重?！蹦阋欢〞?huì)大笑起來(lái)。然而，嚴(yán)格地講，這個(gè)答案才是正確的！

因?yàn)槠匠Ｎ覀冋f(shuō)的1噸鐵和1噸木頭，是指鐵和木頭在空氣里稱起來(lái)的重量。假若有一架很大的天平，我們把這堆鐵和這堆木頭分別放在天平的兩盤上，那么，它們?cè)诳諝饫锓Q得的結(jié)果是正好平衡的。

但是，我們都有知道，任何物體放在空氣里都要受到浮力的作用。因此一個(gè)物體的真正重量，應(yīng)該是它在真空里稱出來(lái)的重量?？墒俏覀兤匠Ｋ傅闹亓浚际窃诳諝饫锓Q出來(lái)的。既然是在空氣里稱的，就要受到空氣的浮力作用，所以它的重量就要減小。根據(jù)阿基米得原理，物體在空氣里所受的浮力，等于這個(gè)物體所排開的空氣的重量；也就是說(shuō)，在空氣中稱得的重量，等到于物體的真實(shí)重量減去物體所受的浮力。

此題中，木頭的體積比鐵的體積大，所以木頭所受的浮力大于鐵的浮力，因此，木頭的真正重量，應(yīng)該等于1噸重加上木頭所受的浮力；而鐵的真正重量，應(yīng)該等于1噸重加上鐵所受的浮力。

1噸鐵大約占八分之一立方米的體積，1噸木頭約占2立方米。它們的浮力相差約2.3千克力。

所以1噸木頭的真正重量，就比1噸鐵的真正重量約重2.3千克。

14.6.為什么肥皂泡總先上升后下降。日常生活中，我們常看到一些小朋友吹肥皂泡，一個(gè)個(gè)小肥皂泡從吸管中飛出，在陽(yáng)光的照耀下，發(fā)出美麗的色彩。此時(shí)，小朋友們沉浸在歡樂和幸福之中，我們大人也常希望肥皂泡能飄浮于空中，形成一道美麗的風(fēng)景。但我們常常是看到肥皂泡開始時(shí)上升，隨后便下降，這是為什么呢? 這個(gè)過(guò)程和現(xiàn)象，我們只要留心想一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它其中包含著豐富的物理知識(shí)。在開始的時(shí)候，肥皂泡里是從嘴里吹出的熱空氣，肥皂膜把它與外界隔開，形成里外兩個(gè)區(qū)域，里面的熱空氣溫度大于外部空氣的溫度。此時(shí)，肥皂泡內(nèi)氣體的密度小于外部空氣的密度，根據(jù)阿基米德原理可知，此時(shí)肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它會(huì)上升。這個(gè)過(guò)程就跟熱氣球的原理是一樣的。

隨著上升過(guò)程的開始和時(shí)間的推移，肥皂泡內(nèi)、外氣體發(fā)生熱交換，內(nèi)部氣體溫度下降，因熱脹冷縮，肥皂泡體積逐步減小，它受到的外界空氣的浮力也會(huì)逐步變小，而其受到的重力不變，這樣，當(dāng)重力大于浮力時(shí)，肥皂泡就會(huì)下降。

15.1—4 足球比賽是很多人喜歡的運(yùn)動(dòng)之一，不知你在欣賞比賽時(shí)，除了為自己喜愛的球隊(duì)、球星吶喊助威和每一個(gè)進(jìn)球激情狂歡外，還有沒有想過(guò)用物理的眼光來(lái)欣賞它。實(shí)際上，這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)包含了很多物理知識(shí)。現(xiàn)在我們透過(guò)足球場(chǎng)上常見的幾種現(xiàn)象來(lái)看一下：

球越滾越慢。在球場(chǎng)上踢出的球越滾越慢，最終停下來(lái)。這是因?yàn)樘叱龅淖闱蛴捎趹T性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，沿原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向繼續(xù)滾動(dòng)；而在運(yùn)動(dòng)方向上只受到了滾動(dòng)摩擦力的作用，這個(gè)阻力改變了足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，阻礙足球滾動(dòng)，使球越滾越慢，所以球最終停止運(yùn)動(dòng)。球在下落后，每次上升的高度都比上一次低?？梢杂媚芰康挠^點(diǎn)來(lái)分析：球在下落時(shí)，由于球和空氣之間克服摩擦，要損失一部分機(jī)械能；同時(shí)球在碰撞地面時(shí)，也要損失一部分機(jī)械能，這樣球的機(jī)械能就逐漸減少，所以球上升的高度將越來(lái)越小。守門員接球。當(dāng)隊(duì)員大腳射門時(shí)，球速可以高達(dá)100千米/小時(shí)。如果守門員用胸部停球，那么胸部所受到的沖力將高達(dá)1500牛；如果用手接球，沖力要減少到500牛。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)手臂的運(yùn)動(dòng)可使球的制動(dòng)距離延長(zhǎng)3倍的緣故。守門員撲點(diǎn)球。守門員撲點(diǎn)球時(shí)，撲住的成功率一般只與守門員的判斷反應(yīng)能力有關(guān)，為什么呢?因?yàn)辄c(diǎn)球的位置距球門只有9.15米，射門時(shí)球速可以高達(dá)100千米/小時(shí)，這樣球到球門的時(shí)間大約是0.32秒，而人腦的反映時(shí)間大約是0.6秒，這樣足球到球門的時(shí)間就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人腦的反映時(shí)間，所以守門員根本沒有時(shí)間調(diào)整自己的意識(shí)，因此點(diǎn)球的撲住與否跟守門員對(duì)進(jìn)球方向的預(yù)先判斷直接有關(guān)。正是由于這種原因我們?cè)诳袋c(diǎn)球大戰(zhàn)時(shí)，球明明向球門左邊飛去而守門員卻撲向右邊就不足為奇了。運(yùn)動(dòng)員絆倒時(shí)前傾。快速奔跑的運(yùn)動(dòng)員被對(duì)方運(yùn)動(dòng)員的腳或身體絆住時(shí)，都是向前傾倒。出現(xiàn)這種情況的原因是：人的下半身由于被絆住而停止了運(yùn)動(dòng)，上身卻由于慣性仍保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，于是奔跑的運(yùn)動(dòng)員絆倒時(shí)向前傾倒。噴霧療傷。在足球比賽中，運(yùn)動(dòng)員相互碰撞跌倒后，?？吹竭\(yùn)動(dòng)員雙手抱腿，在地上翻滾。這時(shí)，隊(duì)醫(yī)就會(huì)迅速進(jìn)場(chǎng)，從藥箱中取出一只瓶子，對(duì)著球員的傷痛處噴出一股白霧，一會(huì)，傷員疼痛消失，就可以重新入場(chǎng)比賽了。實(shí)際上這是因?yàn)槠恐醒b的是“冷氣霧鎮(zhèn)痛”，它是由氟氯甲烷配一些鎮(zhèn)痛治傷藥組成，這種藥液從噴嘴噴到傷處時(shí)，迅速汽化成霧狀。由

于汽化要吸收大量的熱量，運(yùn)動(dòng)員受傷處溫度將急劇下降，血管收縮，神經(jīng)麻痹，于是痛感就很快消失?；【€球的形成。我們?cè)诳辞驎r(shí)，經(jīng)常聽到解說(shuō)員說(shuō)：球在空中劃著美麗的弧線，直掛球門死角。那么球?yàn)槭裁丛诳罩袆澲利惖幕【€呢?那是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在踢球時(shí)，用腳的內(nèi)側(cè)或外側(cè)摩擦球使球在空中水平方向運(yùn)動(dòng)，這樣就造成了球的水平兩側(cè)的氣流速度大小不一樣，根據(jù)氣體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系，空氣對(duì)球在水平方向上的力的大小也就不一樣，所以球在前進(jìn)的同時(shí)，還在與球前進(jìn)方向垂直的水平方向上發(fā)生彎曲，從而造成了“美麗的弧線”。

當(dāng)然，在足球比賽中還有很多物理知識(shí)，只要用心還會(huì)發(fā)現(xiàn)很多有趣的物理現(xiàn)象，大家在看球時(shí)，不妨從不同的角度去觀察，這樣將會(huì)其樂無(wú)窮。

15.5.19世紀(jì)中葉，一系列科學(xué)工作者為正確認(rèn)識(shí)熱功能轉(zhuǎn)化和其它物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式相互轉(zhuǎn)化關(guān)系做出了巨大貢獻(xiàn)，不久后偉大的能量守恒和轉(zhuǎn)化定律被發(fā)現(xiàn)了。人們認(rèn)識(shí)到：自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同的形式，可從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞的過(guò)程中能量的總和保持不變。能量守恒的轉(zhuǎn)化定律為辯證唯物主義提供了更精確、更豐富的科學(xué)基礎(chǔ)。有力地打擊了那些認(rèn)為物質(zhì)運(yùn)動(dòng)可以隨意創(chuàng)造和消滅的唯心主義觀點(diǎn)，它使永動(dòng)機(jī)幻夢(mèng)被徹底的打破了。在制造第一類永動(dòng)機(jī)的一切嘗試失敗之后，一些人又夢(mèng)想著制造另一種永動(dòng)機(jī)，希望它不違反熱力學(xué)第一定律，而且既經(jīng)濟(jì)又方便。比如，這種熱機(jī)可直接從海洋或大氣中吸取熱量使之完全變?yōu)闄C(jī)械功。由于海洋和大氣的能量是取之不盡的，因而這種熱機(jī)可永不停息地運(yùn)轉(zhuǎn)做功，也是一種永動(dòng)機(jī)。然而，在大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，英國(guó)物理學(xué)家開爾文于1851年提出了一條新的普遍原理：物質(zhì)不可能從單一的熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其它影響。這樣，第二類永動(dòng)機(jī)的想法也破產(chǎn)了。層出不窮的永動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案，都在科學(xué)的嚴(yán)格審查和實(shí)踐的無(wú)情檢驗(yàn)下一一失敗了。1775的，法國(guó)科學(xué)院宣布”本科學(xué)院以后不再審查有關(guān)永動(dòng)機(jī)的一切設(shè)計(jì)“。這說(shuō)明在當(dāng)時(shí)科學(xué)界，已經(jīng)從長(zhǎng)期所積累的經(jīng)驗(yàn)中，認(rèn)識(shí)到制造永動(dòng)機(jī)的企圖是沒有成功的希望的。永動(dòng)機(jī)的想法在人類歷史上持續(xù)了幾百年，這個(gè)神話的被駁倒，不僅有利于人們正確的認(rèn)識(shí)科學(xué)，也有利于人們正確的認(rèn)識(shí)世界。能量既不能憑

空產(chǎn)生 也不能憑空消失 只能從一種形式轉(zhuǎn)化成另一種形式 或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程中 能量的總和不變 這就是能量守恒定律了 所以第一類永動(dòng)機(jī)是不能做出來(lái)的。而能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向的，就像熱量可以自發(fā)的由熱的物體轉(zhuǎn)移到冷的物體 但不能自發(fā)的由冷的物體轉(zhuǎn)移到熱的物體 而不引起其他的變化 所以第二類永動(dòng)機(jī)也是不能做出來(lái)的。

16.1 為什么說(shuō)”響水不開，開水不響“ 我們知道，水中能溶有少量空氣，容器壁的表面小空穴中也吸附著空氣，這些小氣泡起氣化核的作用。水對(duì)空氣的溶解度及器壁對(duì)空氣的吸附量隨溫度的升高而減少，當(dāng)水被加熱時(shí)，氣泡首先在受熱面的器壁上生成。

氣泡生成之后，由于水繼續(xù)被加熱，在受熱面附近形成過(guò)熱水層，它將不斷地向小氣泡內(nèi)蒸發(fā)水蒸汽，使泡內(nèi)的壓強(qiáng)（空氣壓與蒸汽壓之和）不斷增大，結(jié)果使氣泡的體積不斷膨脹，氣泡所受的浮力也隨之增大，當(dāng)氣泡所受的浮力大于氣泡與壁間的附著力時(shí)，氣泡便離開器壁開始上浮。

在沸騰前，窗口里各水層的溫度不同，受熱面附近水層的溫度較高，水面附近的溫度較低。氣泡在上升過(guò)程中不僅泡內(nèi)空氣壓強(qiáng)P。隨水溫的降低而降低，泡內(nèi)有一部分水蒸汽凝結(jié)成飽和蒸汽，壓強(qiáng)亦在減小，而外界壓強(qiáng)基本不變，此時(shí)，泡外壓強(qiáng)大于內(nèi)壓強(qiáng)，于是，上浮的氣泡在上升過(guò)程中體積將縮小，當(dāng)水溫接近沸點(diǎn)時(shí)，有大量的氣泡涌現(xiàn)，接連不斷地上升，并迅速地由大變小，使水劇烈振蕩，產(chǎn)生”嗡，嗡“的響聲，這就是”響水不開“的道理。

對(duì)水繼續(xù)加熱，由于對(duì)流和氣泡不斷地將熱能帶至中、上層，使整個(gè)溶器的水溫趨于一致，此時(shí)，氣泡脫離器壁上浮，其內(nèi)部的飽和水蒸汽將不會(huì)凝結(jié)，飽和蒸汽壓趨于一個(gè)穩(wěn)定值。氣泡在上浮過(guò)程中，液體對(duì)氣泡的靜壓強(qiáng)隨著水的深度變小而減小，因此氣泡壁所受的外壓強(qiáng)與其內(nèi)壓強(qiáng)相比也在逐漸減小，氣泡液--氣分界面上的力學(xué)平衡遭破壞，氣泡迅速膨脹，加速上浮，直至水面釋出蒸汽和空氣，水開始沸騰了。也就是人們常說(shuō)的”水開了“，由于此時(shí)氣泡上升至水面破裂，對(duì)水的振蕩減弱，幾乎聽不到”嗡嗡聲“，這就是”開水不響"的原因。

16.2 考古學(xué)家證明，人類早在幾百萬(wàn)年前開始學(xué)會(huì)用火來(lái)加熱物體，火的利用和控制，使人類第一次支配了自然，使人類文明大大前進(jìn)了一步，同時(shí)，它也是古人對(duì)熱現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的開端。我國(guó)山西省芮城西侯度舊石器的遺址，說(shuō)明大約180萬(wàn)年前人類已經(jīng)開始使用火。溫度計(jì)還沒有發(fā)明以前，古人在冶煉金屬的實(shí)踐中，創(chuàng)造了通過(guò)觀察火候和火色來(lái)判別溫度高低的方法。據(jù)《考工記》記載，在鑄銅與錫時(shí)，隨溫度的升高，火焰的顏色先后變?yōu)榘导t色、橙色、黃色、白色、青色，然后才可以澆鑄。這種方法同樣也應(yīng)用于制陶工業(yè)。從現(xiàn)代科學(xué)分析，不同物質(zhì)有不同的汽化點(diǎn)，因此從火焰的顏色可以判斷所汽化的物質(zhì)，從而判斷溫度的高低。對(duì)同一種物質(zhì)，隨著溫度的升高，其顏色也先后有所變化?！盎鸷颉保òɑ鹕┏闪宋覈?guó)古代熱工藝中一個(gè)內(nèi)容豐富的特有概念?？梢?，火的利用在人類征服自然的過(guò)程中，發(fā)揮了巨大作用

16.3.1798年，英國(guó)學(xué)者倫福德在從事槍炮制造時(shí)，發(fā)現(xiàn)鉆孔鉆下的金屬屑具有極高的溫度，用水來(lái)冷卻時(shí)，甚至可以使水沸騰。他懷疑金屬屑具有極高溫度是不是比熱容降低造成的倫福德在他的筆記中寫道，由摩擦所生的熱，來(lái)源似乎是無(wú)窮無(wú)盡的，要用熱質(zhì)說(shuō)解釋釋摩擦生熱現(xiàn)象，鉆下的金屬屑的比熱容要改變很多才行，于是他設(shè)計(jì)并做了一系列實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)鉆下的金屬屑的熱比容在摩擦?xí)r并沒有降低，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，倫福德斷言熱質(zhì)說(shuō)不足為信，應(yīng)當(dāng)把熱看成是一種運(yùn)動(dòng)形式，熱質(zhì)說(shuō)的統(tǒng)治地位開始動(dòng)搖了。

16.4詹姆斯·瓦特是英國(guó)著名的發(fā)明家，是工業(yè)革命時(shí)期的重要人物。英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員和法蘭西科學(xué)院外籍院士。他對(duì)當(dāng)時(shí)已出現(xiàn)的蒸汽機(jī)原始雛形作了一系列的重大改進(jìn)，發(fā)明了單缸單動(dòng)式和單缸雙動(dòng)式蒸汽機(jī)，提高了蒸汽機(jī)的熱效率和運(yùn)行可靠性，對(duì)當(dāng)時(shí)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展作出了杰出貢獻(xiàn)。他改良了蒸汽機(jī)、發(fā)明了氣壓表、汽動(dòng)錘。后人為了紀(jì)念他，將制中功率和輻射通量的計(jì)量單位稱為瓦特，常用符號(hào)“W”表示。

瓦特1736年1月19日生于英國(guó)格拉斯哥。童年時(shí)代的瓦特曾在文法學(xué)校念過(guò)書，然而沒有受過(guò)系統(tǒng)教育。瓦特在父親做工的工廠里學(xué)到許多機(jī)械制造知識(shí)，以后他到倫敦的一家鐘表店當(dāng)學(xué)徒。1763年瓦特到格拉斯大學(xué)工作，修理教學(xué)儀器。在大學(xué)里他經(jīng)常和教授討論理論和技術(shù)問(wèn)題。1781年瓦特制造了從兩邊推動(dòng)活塞的雙動(dòng)蒸汽機(jī)。1785年，他也因蒸汽機(jī)改進(jìn)的重大貢獻(xiàn)，被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。16.5 能量守恒和能量轉(zhuǎn)化定律與細(xì)胞學(xué)說(shuō)，進(jìn)化論合稱19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。而其中能量守恒和轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)，卻是和一個(gè)“瘋子”醫(yī)生聯(lián)系起來(lái)的。

這個(gè)被稱為“瘋子”的醫(yī)生名叫邁爾（1814~1878），德國(guó)漢堡人，1840年開始在漢堡獨(dú)立行醫(yī)。他對(duì)萬(wàn)事總要問(wèn)個(gè)為什么，而且必親自觀察，研究，實(shí)驗(yàn)。1840年2月22日，他作為一名隨船醫(yī)生跟著一支船隊(duì)來(lái)到印度尼西亞。一日，船隊(duì)在加爾各達(dá)登陸，船員因水土不服都生起病來(lái)，于是邁爾依老辦法給船員們放血治療。在德國(guó)，醫(yī)治這種病時(shí)只需在病人靜脈血管上扎一針，就會(huì)放出一股黑紅的血來(lái)，可是在這里，從靜脈里流出的仍然是鮮紅的血。于是，邁爾開始思考：人的血液所以是紅的是因?yàn)槔锩婧醒酰踉谌梭w內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量，維持人的體溫。這里天氣炎熱，人要維持體溫不需要燃燒那么多氧了，所以靜脈里的血仍然是鮮紅的。那么，人身上的熱量到底是從哪來(lái)的？頂多500克的心臟，它的運(yùn)動(dòng)根本無(wú)法產(chǎn)生如此多的熱，無(wú)法光靠它維持人的體溫。那體溫是靠全身血肉維持的了，而這又靠人吃的食物而來(lái)，不論吃肉吃菜，都一定是由植物而來(lái)，植物是靠太陽(yáng)的光熱而生長(zhǎng)的。太陽(yáng)的光熱呢？太陽(yáng)如果是一塊煤，那么它能燒4600年，這當(dāng)然不可能，那一定是別的原因了，是我們未知的能量了。他大膽地推出，太陽(yáng)中心約2750萬(wàn)度（現(xiàn)在我們知道是1500萬(wàn)度）。邁爾越想越多，最后歸結(jié)到一點(diǎn)：能量如何轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)移）？

他一回到漢堡就寫了一篇《論無(wú)機(jī)界的力》，并用自己的方法測(cè)得熱功當(dāng)量為365千克米/千卡。他將論文投到《物理年鑒》，卻得不到發(fā)表，只好發(fā)表在一本名不見經(jīng)傳的醫(yī)學(xué)雜志上。他到處演說(shuō)：“你們看，太陽(yáng)揮灑著光與熱，地球上的植物吸收了它們，并生出化學(xué)物質(zhì)……”可是即使物理學(xué)家們也無(wú)法相信他的話，很不尊敬地稱他為“瘋子”，而邁爾的家人也懷疑他瘋了，竟要請(qǐng)醫(yī)生來(lái)醫(yī)治他。他因不被人理解，終于跳樓自殺了。17.1 怎樣解決人類即將面臨的能源危機(jī)一直以來(lái)都是世界各國(guó)苦苦思索的問(wèn)題。目前全球蘊(yùn)藏的煤和油氣等資源僅夠人類今后數(shù)十年之用，一旦其消耗殆盡，我們能用什么來(lái)作為替代能源？是核能還是太陽(yáng)能？或是其它什么類型的能源？

中國(guó)科學(xué)院廣州能源所專家樊栓獅告訴記者，天然氣水合物是水和天然氣（主要成分為甲烷）在中高壓和低溫條件下混合時(shí)產(chǎn)生的晶體物質(zhì)，外貌極似冰雪，點(diǎn)火即可燃燒，故又稱之為“可燃冰”或者“氣冰”、“固體瓦斯”。它在自然界分布非常廣泛，海底以下0到1500米深的大陸架或北極等地的永久凍土帶都有可能存在，世界上有79個(gè)國(guó)家和地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了天然氣水合物氣藏。

從能源的角度看，“可燃冰”可視為被高度壓縮的天然氣資源，每立方米能分解釋放出160－180標(biāo)準(zhǔn)立方米的天然氣。迄今為止，在世界各地的海洋及大陸地層中，已探明的“可燃冰”儲(chǔ)量已相當(dāng)于全球傳統(tǒng)化石能源（煤、石油、天然氣、油頁(yè)巖等）儲(chǔ)量的兩倍以上。

17.2 我國(guó)的核武器、核物理資料

1964年10月16日在羅布泊馬蘭核試驗(yàn)基地，我國(guó)第一枚原子彈爆炸成功。

1966年10月27日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)，我國(guó)第一枚導(dǎo)彈核武器試驗(yàn)。

1967年6月17日在馬蘭核試驗(yàn)基地我國(guó)第一枚氫彈試驗(yàn)成功。

1969年9月23日在馬蘭基地我國(guó)第一次地下爆炸試驗(yàn)成功。

1980年我國(guó)建成高通量工程試驗(yàn)堆。

1988年10月16日我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的第一臺(tái)高能加速器－－北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)對(duì)撞成功。

1988年12月12日我國(guó)最大的重離子加速器在蘭州建成。

我國(guó)已建成兩座核電站：浙江秦山核電站和廣東大亞灣核電站。

17.3 “太陽(yáng)核聚變”盡顯威力

我們每天迎接太陽(yáng)，太陽(yáng)給予我們光和熱。它是取之不盡，用之不竭的巨大能源寶庫(kù)。

太陽(yáng)中含有極其豐富的氫，在中心高溫下發(fā)生氫核聚變反應(yīng)，從而釋放出巨大的光能和熱能，通稱為太陽(yáng)核聚變能。地球接受到太陽(yáng)核聚變能的功率，平均為每平方米1353千瓦，這就是人們常說(shuō)的“太陽(yáng)常數(shù)”。盡管地球接受到的僅僅是“太陽(yáng)核聚變”中很少的一部分，但是，每秒照射到地球上的能量，也有，500萬(wàn)噸煤當(dāng)量。這些能量，比目前全世界人類的能耗量大3.5萬(wàn)倍。人類采用各種先進(jìn)技術(shù)，可以使太陽(yáng)核聚變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為電能。這一過(guò)程的兩條基本途徑證實(shí)，太陽(yáng)發(fā)生氫核聚變反應(yīng)所發(fā)出的光和熱，都可以轉(zhuǎn)換成電能供給人類使用。

從茫茫宇宙人射到地球表面的太陽(yáng)熱能是廣泛而分散的，要充分收集并使之發(fā)揮熱能效益，現(xiàn)在主要采用兩種方法。一種方法是采用細(xì)長(zhǎng)的太陽(yáng)聚集管，將管中流動(dòng)的液體用太陽(yáng)熱集中加熱，轉(zhuǎn)換成為高溫水蒸氣，以蒸汽渦輪機(jī)變換為電。另一種方法是采用拋物面型的聚光鏡將太陽(yáng)熱集中，使用計(jì)算機(jī)讓聚光鏡追隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)。后者的熱效率很高，今后隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)展前景令人矚目。目前，在利用太陽(yáng)熱發(fā)電方面，各國(guó)都已開始行動(dòng)。除了發(fā)達(dá)國(guó)家之外，發(fā)展中國(guó)家也不示弱。在世界范圍內(nèi)，以色列的技術(shù)最為先進(jìn)。此外，巴西、印度、摩洛哥也都在進(jìn)行設(shè)備的建設(shè)。為了鼓勵(lì)和支持這種有利于人類進(jìn)步的行動(dòng)，世界銀行已開始提供資金給開發(fā)中的國(guó)家。據(jù)報(bào)道，通過(guò)對(duì)美國(guó)利用各種能源發(fā)電成本的分析比較，專家認(rèn)為，認(rèn)為在2000年以前，利用太陽(yáng)熱發(fā)電的成本比天然氣和煤炭要高，但是，到了2000年以后，就能夠逐漸接近采用天然氣和煤炭發(fā)電的成本，以至更低。

17.4 人們常常提到的綠色能源，如太陽(yáng)能、氫能、風(fēng)能等，但另一類綠色能源，就是綠色植物給我們提供的燃料，我們就管它叫做綠色能源，又叫生物能源或物質(zhì)能源。

其實(shí)，綠色能源是一種古老的能源，千萬(wàn)年來(lái)，我們的祖先都是伐樹、砍柴燒飯、取暖、生息繁衍。這樣生存的后果是給自然生態(tài)平衡帶來(lái)了嚴(yán)重的破壞。沉痛的歷史教訓(xùn)告訴我們，利用生物能源，維持人類的生存，甚至造福于人類，必須按照它的自然規(guī)律辦事，既要利用它，又要保護(hù)它，發(fā)展它，使自然生態(tài)系統(tǒng)保持良性循環(huán)。

但在綠色能源中，另一種資源是草類。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，目前世界上的草場(chǎng)面積有26億公頃，絕大部分是天然草場(chǎng)。它既能放牧，又是野生動(dòng)物生息繁衍的樂園。還有一部分草場(chǎng)專為牲畜越冬提供飼料，極少部分的草場(chǎng)才是為人們生活提供燃料的。

近年來(lái)，由于廣大農(nóng)民生活水平的提高，電氣化程度也在不斷地提高，大多數(shù)農(nóng)民們的燃料結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性的變化，許多農(nóng)民朋友，冬季取暖不再用柴火燒炕，而是電熱毯一插溫暖如春，做飯也不再燒柴、燒秸稈了，而是用上了蜂窩煤爐、液化氣灶以及沼氣。即使燒秸稈，也是邊遠(yuǎn)山區(qū)極少一部分，或個(gè)別農(nóng)家。而大量的秸稈堆放在田間，成堆成山，有的甚至侵占了農(nóng)田。因此，有的農(nóng)民在田間大量焚燒秸稈，造成環(huán)境污染，甚至影響高速路行車和飛機(jī)起降。

怎樣才能解決這個(gè)問(wèn)題呢？最有效的是搞綜合利用。實(shí)踐證實(shí)，農(nóng)作物秸稈既可以作肥料，又可以作飼料，又可當(dāng)柴燒。如果我們把農(nóng)作物秸稈漚制沼氣，產(chǎn)生出的沼氣可作燃料，也可用沼氣燈照明，腐爛了的秸稈，還可以作肥料。如果把秸稈粉碎后與草混合還可喂牲畜，牲畜的糞便也可以用來(lái)漚制沼氣，產(chǎn)生沼氣以后剩下的渣子還可以作肥料。因此，大力發(fā)展沼氣開發(fā)綜合利用，是解決農(nóng)村目前能源短缺的好途徑。

17.5發(fā)達(dá)國(guó)家的能源戰(zhàn)略

1、以保障石油安全為核心 積極開拓新的石油供應(yīng)基地

發(fā)達(dá)國(guó)家一直都在全球范圍不斷勘探、開發(fā)石油和天然氣，加緊對(duì)世界油氣資源的爭(zhēng)奪和控制。對(duì)任何國(guó)家來(lái)說(shuō)，多渠道的能源來(lái)源都是保障能源安全的基本條件。

2、建立和加強(qiáng)戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備

戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備是石油消費(fèi)國(guó)應(yīng)付石油危機(jī)的最重要手段，所以西方國(guó)家都把建立石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備作為保障石油供應(yīng)安全的首要戰(zhàn)略。戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備已超出一般商業(yè)周轉(zhuǎn)庫(kù)存的意義。它不僅具有保障供應(yīng)、減少風(fēng)險(xiǎn)、穩(wěn)定價(jià)格的作用，更著眼于石油的政治后果，力圖使本國(guó)在國(guó)際政治的風(fēng)云變幻和激烈競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，取得主動(dòng)，避免受制于人。

3、厲行節(jié)能政策

發(fā)達(dá)國(guó)家都把提高能效、節(jié)約能源作為其能源戰(zhàn)略的重要目標(biāo)和措施。美國(guó)1998年4月推出的《綜合國(guó)家能源戰(zhàn)略》要求：在電力系統(tǒng)，到2010年燃煤發(fā)電效率由目前的35％提高到60％以上，燃?xì)獍l(fā)電效率由目前的50％上升到70％；到2010年，主要的能源密集型工業(yè)部門的能源消費(fèi)總量將比現(xiàn)在減少25％，交通領(lǐng)域?qū)⑼瞥鋈剂侠寐嗜队诔Ｒ?guī)交通工具的新型私人交通工具等。

4、積極開發(fā)新能源

新能源的開發(fā)利用，不僅代表著一個(gè)國(guó)家的技術(shù)發(fā)展水平，更是關(guān)系到占領(lǐng)未來(lái)能源利用制高點(diǎn)、保障國(guó)家能源安全的重要措施。美國(guó)《國(guó)家綜合能源戰(zhàn)略》確定的新能源開發(fā)利用目標(biāo)是，發(fā)展先進(jìn)的可再生能源技術(shù)，開發(fā)非常規(guī)的甲烷資源，發(fā)展氫能的儲(chǔ)存、分配和轉(zhuǎn)化技術(shù)。

5、降低石油消費(fèi) 大力推廣使用清潔能源

自1997年京都環(huán)境會(huì)議以來(lái)，世界各國(guó)以尊重健康、改善區(qū)域及全球環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，大力推廣使用清潔能源，但各國(guó)側(cè)重點(diǎn)有所不同。丹麥?zhǔn)秋L(fēng)能發(fā)電的大國(guó)，2000年風(fēng)能發(fā)電占丹麥發(fā)電量的12％，根據(jù)規(guī)劃，到2030年要上升到50％。美國(guó)政府對(duì)國(guó)內(nèi)天然氣生產(chǎn)實(shí)行扶持政策，計(jì)劃到2010年使天然氣供應(yīng)量增長(zhǎng)1700億立方米；同時(shí)，美國(guó)加快開發(fā)可

再生能源發(fā)電技術(shù)，計(jì)劃到2010年使非水力可再生能源的發(fā)電能力至少達(dá)到2500萬(wàn)千瓦。日本政府則大力發(fā)展核電，計(jì)劃在現(xiàn)有51座原子爐的基礎(chǔ)上，爭(zhēng)取再新建16—20座原子爐。

第五篇：物理幽默幽默小故事

物理幽默幽默小故事

1、兩位老太太頭一回坐飛機(jī)，聽說(shuō)飛機(jī)的速度比聲速還快，她們找到了機(jī)長(zhǎng)，懇切地說(shuō)：“機(jī)長(zhǎng)，請(qǐng)飛機(jī)開的速度不要超過(guò)聲速，因?yàn)槲覀冊(cè)跈C(jī)上還要談話?！?/p>

2、一位婦女因駕車超速被攔住，警察對(duì)她說(shuō)：“太太，您剛才的車速是每小時(shí)60英里！”婦女反駁說(shuō)：“先生，這是不可能的，我剛才只開了7分鐘。這真是天大的笑話！我開車還沒有1小時(shí)，怎么可能每小時(shí)走60英里呢？”“太太，我的意思是說(shuō)，如果您繼續(xù)像現(xiàn)在這樣開車，在下1個(gè)小時(shí)您將開過(guò)60英里。”“這也是不可能的?！眿D女接著說(shuō)：“我只要再行使10英里就到家了，根本不需要再開60英里的路程。”

3、父親對(duì)兒子講：“凡物熱則脹，冷必縮，這是自然規(guī)律?！眱鹤犹饋?lái)道：“唷!原來(lái)如此，怪不得我昨天手被火一燙，就激起一個(gè)泡了?！?/p>