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www.nudeangelbbs.com 1神舟系列飞船发射大事记 1999 年 11 月 20 日,我国第一艘宇宙飞船——“神舟”号在酒泉卫星发射中心由新型 长征运载火箭发射升空,次日在内蒙古自治区中部地区成功着陆。 “神舟”号飞船发射试验首次采用了在技术厂房对飞船、火箭垂直总装与测试,整体垂 直运输至发射场,进行远距离测试发射控制的新模式。我国在原有的航天测控网基础上新建 的符合国际标准体制的陆海基航天测控网,也在这次发射试验中首次投入使用。飞船在轨运 行期间,多个地面测控站和分布于公海的 4 艘“远望号”测量船对其进行了跟踪与测控,成 功进行了一系列科学试验。 “神舟”二号飞船于 2001 年 1 月 10 日在酒泉卫星发射中心发射升空,在轨运行 7 天后 成功返回地面。 “神舟”二号是我国第一艘正样无人飞船,由轨道舱、返回舱和推进舱组成, 飞船技术状态与载人飞船基本一致,并首次进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、 空间天文和物理等领域的实验。 2002 年 3 月 25 日,酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”三号飞船。飞船搭载了人体代 谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员呼吸和血液循环系统中 的心跳、血压、耗氧及产生热量等多种太空生活的重要生理活动参数。飞船上安装了逃逸系 统,若火箭发射和升空阶段出现意外故障,可确保航天员的生命安全。 “神舟”三号轨道舱在太空留轨运行了180多天,环绕地球飞行2821圈,成功进 行了一系列空间科学实验,在低轨飞行器的轨道衰变规律、陨落分析、燃料最优分配、故障 诊断和应急处理等方面的研究取得了重要突破,为将来把我国航天员送上太空打下了坚实的 基础。 北京时间 2002 年 12 月 30 日零时 40 分,“神舟”四号无人飞船在酒泉卫星发射中心由 长征二号 F 运载火箭发射升空。飞船已按计划进入预定轨道。 据中国载人航天工程有关负责人介绍,发射前,我国预备航天员曾进入飞船进行了实际 体验。 2神舟号飞船为什么选在晚上发射 我国的“神舟”号飞船的发射时间基本上都是选择在凌晨和子夜。那么,神舟飞船为什 么选择在夜晚发射呢? 据有关专家介绍,航天发射是一项极其复杂和庞大的系统工程,飞船发射时机的选择要 考虑到各种各样可能影响到发射的因素,其中,气象因素往往是最关键最直接的决定性因素。 在综合考虑判断的基础上,最终确定下来的一天中的某一个时间段会作为飞船发射的时机, 这个时间段被称为“发射窗口”。 “神舟”号飞船的发射窗口之所以选择在夜晚而不是白天,最重要的原因是便于飞船发


射升空时,地面的光学跟踪测量设备易于捕捉到跟踪目标。道理很简单,在漆黑的夜空中, 喷射着火焰向太空飞行的载有飞船的火箭非常显眼和突出 3神舟号飞船为什么选在冬天发射 我国成功发射的“神舟”号飞船基本上都是在相对较为寒冷的季节发射升空的。那么, “神舟”号飞船为何选在冬季发射? 原来,航天发射是一项庞大的系统工程,飞船上天后,要由我国的航天测控网对飞船实 施测控管理和回收。这个测控网由多个国内测控站、国外测控站和我国的四艘“远望”号远 洋航天测量船组成。在对飞船实施测控的过程中,远望一号、二号、四号和三号远洋航天测 量船同时分布在太平洋、印度洋和大西洋的指定海域,除了远望一号,其它三艘测量船的任 务海域都在纬度相对较高的南半球。那里的海况在南半球的春夏季节要好一些,秋冬季节则 极为恶劣,尤其是在冬季,不要说在海上执行航天测控任务,就是正常航行都难保安全。为 此,“神舟”号飞船的发射要尽量避免安排在南半球的冬季 4飞船最佳发射窗口是怎样确定的 为什么要选择今日零时四十分发射“神舟”四号飞船?飞船发射时间是如何确定的?此 间权威专家称,完成飞船飞行使命所允许的发射时间段即载人飞船的发射“窗口”,它可不 是随便挑选的,而是根据飞船在轨运行时,太阳光照辐射、飞船姿态控制等要求,建立一个 数学模型、输入相关数据,再经过精心计算推导而得出最佳发射时机。 专家介绍说,选择一个最佳发射“窗口”,必须考虑以下四个方面的因素: --要保证飞船的太阳电池帆板有足够电源。飞船发射上天后,要保证各种仪器设备正常 工作,需由太阳电池帆板供应充足的电源。太阳电池帆板在太空展开后,有一个起始位置, 如果阳光垂直照射在帆板上,就会产生足够的电能;非直射状态下,太阳电池帆板效能就会 降低。这就要求飞船在自主运行的七天内,太阳矢量与轨道面夹角在二十度范围以内。 --要考虑飞船控制系统(GNC)对发射“窗口”的要求。“神舟”四号飞船自主飞行阶段 GNC 分系统使用三个红外地球敏感器,由于地球温度比较高,安装在飞船上的地球敏感器 的红外光线很容易发现并对准地球进行测量,但是如果有太阳光照射到红外镜头或视场,就 会产生干扰,导致仪器出现故障。为保证红外地球敏感器的正常测量,需要避开太阳光的辐 射影响并选择一个合适的角度。 --要保证飞船温控适度。飞船在太空运行会受太阳辐射影响,太阳照射面积的大小、角 度不同,将使飞船吸收不同程度的热量,要保证飞船内环境温度适宜、保证一定的散热条件, 也需要选择一个合适的角度。 --飞船有一定的姿态要求。飞船入轨后,有效载荷需要对地进行观测,这也需要选择一 个合适的角度保证对地观测姿态。 飞船发射时机要同时满足上述四项要求,保证太阳、地球、飞船三者处于正确合适的位


置,难度非常大:因为每一个季节、每一天的气象条件都不一样,可供选择的发射“窗口” 极为有限。 据悉,“神舟”四号飞船发射前,中国载人航天发射场召开指挥部会议,经过认真讨论 研究,确定此次最佳发射“窗口”为北京时间今日凌晨的零时四十分 5神舟四号飞船返回内幕 中国空间技术研究院主任设计师白明生在央视透露“神舟”四号飞船的着陆内幕。 景象:返回舱像个火球 主持人: “神舟”四号飞船的返回着陆过程是怎么样的呢? 白明生:飞船大致是在 100 公里左右高的新疆上空开始脱离原来的轨道,进入到大气层。 由于飞船返回舱的速度非常快,跟大气产生摩擦,产生很大的热量,返回舱本身看着是一个 火球,在地面上肉眼可以看见。大概在 10000 米左右的高空,飞船的降落伞打开,像飞行员 跳伞似的降落到地面上。 温度:舱外舱内天壤之别 主持人:飞船进入到大气层,其表面温度可能会达到上千摄氏度。如果飞船里面有航天 员的话,可能会是什么样的感受呢? 白明生:“神舟”四号飞船的返回舱已进行了防热设计,它里外有防热层,可以保证航 天员在里面有一个比较舒适的温度,即使舱壁上是最高温度的时候,舱内的温度也仅在 30 摄氏度左右。 应变:酒泉还设了副着陆场 主持人:与前三艘“神舟”号飞船不一样的是,“神舟”四号飞船还有一个副着陆场在 酒泉附近,副着陆场起什么作用呢? 白明生:主着陆场天气比较恶劣的时候,我们就可以提前给飞船发出指令,让它落到副 着陆场。降落到主着陆场还是副着陆场?在它制动那一时刻已经决定了。为了保证咱们航天 员的安全,我们设立了十几个应急着陆区。此外,我们还在海上、陆上设立若干个应急救生 区。 担心:飞船落到海面咋办 主持人:飞船有可能会落到海面上,那么航天员能够在返回舱里活多久呢? 白明生:航天员落到海上以后,如果返回舱不开门,在一个封闭的空间情况下生存时间 是 24 小时。但如果海上风浪比较小的话,航天员可以打开舱门,这样的话,就可以像小船


一样,在海里面漂着,也是很安全的。海浪大的时候,可以把舱门关起来,这样可以节省它 里面的一些消耗品,这样,生存时间就比较长。返回舱还有通气孔,航天员可根据海浪情况 打开或关闭。而“神舟”三号上并没有此通气孔。据透露,此套通气系统主要将在“神五” 上人后发挥作用。此外,返回舱本身还会发出无线信号,可以通过接收,知道它落在什么地 方。 自豪:轨道舱我们最先进 主持人:在“神舟”四号飞船上,有哪些技术是中国领先于世界的? 白明生:首先说有一个轨道舱,轨道舱在完成载人飞行任务以后,要独立地作为一个卫 星,在天上继续工作,可以执行一些对地观测,或者其它预定的任务,这个在国外是没有的。 另外一方面,返回舱里面的空间和轨道舱里面的生活空间,比国外同类的飞船都要大一些, 让航天员生活得更舒适。从系统上讲,可靠性设计方面,咱们是处于领先地位的。跟国外的 同类飞船相比,咱们是更安全,更可靠的 6神奇的纳米管 不久前,我国科学家在一种功能材料上创造了一项世界纪录。这就是成功地制造出三毫 米长 的超长定向碳纳米管列车,长度列于世界之最。  碳纳米管是一种奇异分子,它是使 用一种特殊的化学气相方法,使碳原子形成长链来“生长 ”。出的“超细管子”,细到 5 万 根并排起来才有一根头发丝宽。这种又长又细的分子,人 们 给它取个计量单位“纳米”(百 万分之一毫米)的名字,叫“纳米管”。尽管碳纳米管在理论 上可长到几公里而不断,但人 们已用多种方法制备的碳纳米管,最长也只有一二百微米。我 国科学家另辟蹊径,创造性 地制出了 3 毫米长的碳纳米管,把长度增加了上万倍。 碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻,导电性极强,兼有金属和半导体的 性能 ;把纳米管组合起来,比同体积的钢强度高 100 倍,重量却只有 1/6。 一次,莫斯科大学的研究人员为了弄清纳米管的受压强度,将少量纳米管置于 29Kpa 的水压 下(相当于水下 18000 千米深的压力)做实验。不料,未加到预定压力的 1/3,纳米管 就被压扁 了。他们马上卸去压力,它却像弹簧一样立即恢复了原来形状。于是,科学家得 到启发,发 明了用碳纳米管制成像低一样薄的弹簧,用作汽车或火车的减震装置,可大大 减轻车辆的重 量。 更令人惊奇的是,最近美国、中国、法国和巴西科学用精密的电子显微镜测量纳米管在 电流 中出现的摆动频率时,发现可以测出纳米管上极小微粒引起的变化,从而发明了能称 量亿亿 分之二百克的单个病毒的“纳米秤”。这种世界上最小的秤,为科学家区分病毒种类, 发现 新病毒作出了贡献。 在航天事业中,利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳,不仅可以为卫星供电,还可以耐受 很高 的温度而不会烧毁。在电子工业上、用碳纳米管生产的晶体管,体积只有半导体的 1/10, 用 碳基分子电子装置取代电脑芯片,将引发计算机的新的革命。


7阿基米德“死光”之谜 罗马人侵略叙拉古,却发现对方士兵们手里只拿着镜子——然而,就在船要靠近西西里 岛时,一道光柱从岸边射来,他们的船顿时烈焰升腾,罗马人成了太阳能“死光”最早的牺 牲品。 几个世纪以来,学者们对古代伟大的科学家阿基米德,如何在公元前 212 年利用聚集的 太阳 能催毁罗马舰队,始终争论不休。有历史学家说,当时的人并不了解光学和镜子的知 识,这只是一个传说。但是,不久前的一份研究表明,某些古代文明(包括阿基米德的文明 在内),已经有了相当发达的光学知识,他们可以制造出望远镜,而且已经掌握了“燃烧镜” 的使用。 肯塔基州的路易斯维尔大学科学哲学和历史学教授罗伯特·泰普尔说,他的研究表明, 阿基米德的成功,意味着他是现代激光武器——如制导炸弹和导弹之父。 阿基米德大约出生于公元前 280 年,他以数学技能和能将其用于制造武器方面而著称, 但他最为人知的,还是他在浴池中认识到,能用相同体积的水做替换,计算出黄金纯度后, 一边大喊:“我找到它了,一边赤裸身体穿过叙拉古城。这就是浮力定律的发现。 泰普尔重译了详细描述古代文明与光学有关的文本,在今年 5 月出版的《透明的太阳》 一书中,令人耳目一新的地描述了阿基米德利用镜子对付罗马人的过程。那些文本中最古老 的是 在那次围城 300 多年之后,由一位叫卢奇安的历史学家和一个名为伽仑的医学家写于 公元 2 世纪的作品。他们利用了那次战斗后不久的文字资料。 泰普尔相信,这些学者读过现在已经丢失的阿基米德同时代人、希腊历史学家波利比阿 的著作。他的遗作中对罗马崛起成为世纪主宰的描写,在当时最受崇拜。 对于泰普尔说,铁证来源于后来对阿基米德功绩的重新验证。第一次在 6 世纪拜占庭首 都君士坦丁堡,它被敌舰围困,直到有几十人手持镜子,放火烧了敌舰,他们才算得救。现 代科学家也重做了同样的试验。1973 年,希腊科学家伊奥安尼斯·萨卡斯,决定来检验是 否能用“燃烧镜”点燃一只船。他让 60 个水手排队站在码头上,拿着大镜子,把光线反射 到 150 英尺开外的一只小船上,不到 3 分钟,船就着火了。 牛津大学物理学教授和光学专家保罗·尤尔特说,阿基米德利用当时可得的技术,未必 能够把镜子造那么平滑。但大英博物馆保管员最近给一个从古代卡尔胡阿西利亚城出土的坡 璃碎片重贴标签时,认识到他们先前以为是小玩意的东西,可能是一个用来矫正近视的精制 凸镜。它制造于大约公元前 800 年,还在阿基米德诞生前大约 600 年!

8世界各地的怪坡 你想体验一下“上坡轻松、下坡费劲”的奇妙感觉吗?你想目睹一下“车往坡上滑、水 往高处流”的奇异景观吗?那么,不妨到世界各地的“怪坡”去“潇洒走一回”,看看大自然


的神奇造化。 辽宁“怪坡” 最早被发现的“怪坡”,位于辽宁省沈阳市新城子区清水台 镇周家村东北方的寒坡岭。 1990 年 5 月,一辆面包车途经此地,司机下车小歇;回来时发现熄火的面包车已自行 从坡底“滑行”到了坡顶。 在这条长约 90 米、宽约 15 米、坡度为 1.85 度的“怪坡”上,坡道平坦,两边长满小 草,并无任何异常现象。 但就在这“怪坡”上,汽车下坡必须加大油门,而上坡即使熄火也可到达坡顶;骑自行 车,下坡要使劲蹬,上坡却要紧扣车闸;人行坡上,也是上去省力,下来费劲。 山东“怪坡” 济南市东南外环路也有一段“怪坡”,引来人们竞相探奇。 当时,有人驾车途经外环路省经济学院以南约 1.5 公里处一段下坡路时,驶过下坡的汽 车一旦熄火,竟又慢慢地自动爬上了坡。 不少人闻讯赶来,目睹了同一现象:几辆汽车驶到坡底,车与车相距 1.2 米,熄火;结 果, 汽车均“倒行逆驶” ,缓慢地爬上坡去。 西安“怪坡” 在西安秦始皇兵马俑博物馆东南方,1997 年人们又发现了一个“怪坡”。 “怪坡”长约 120 米,是一段盘山公路的上坡段,汽车、摩托车、自行车到此,不用加 力踩油门,都会自动地慢慢爬上去。 台湾“怪坡” 在台东县东河乡,有一个名叫“都兰”的旅游胜地,其最吸引游人处,便是“水往高处 流”的奇景。 “怪坡”旁有一股小山溪,溪水流到山脚下的农田,而靠近山脚旁的另一 股溪水,不往下流,偏偏反其道而行之,向山坡上流去,观者无不称奇。 发生在华夏大地的“怪坡”奇异现象,以其不可思议的神奇力量成为人们探奇的“热土”。 饶有兴趣的是,类似“上坡轻松、下坡费劲”的“怪坡”,在世界各国亦已发现多处。 乌拉圭“怪坡” 南美乌拉圭的巴纳角地区,可以说是“怪坡”的“聚焦点”,汽车只要一开进这一地区, 便怪事丛生。最令人惊奇的要数汽车一旦抛锚,一种不知从何而来的神力,会把汽车推出几 十米远。 韩国“怪坡” 韩国的济州岛,在天马牧场附近的 516 国道,有一段“怪坡”,汽车到此,熄火并置于


空档,却见汽车又向坡上滑行。 美国“怪坡” 美国犹他州,有一个被人们称为“重力之山”的奇特山坡, 有一条直线距离为 500 米 左右,坡度很大的斜坡道,也是闻名全球的“怪坡”。驱车到此, 将车停下,松开制动器, 就会发现,汽车像是被一种无形的力量拉着似地、缓慢地向山坡上爬去。 世界怪坡之谜引起了科学家们的关注,多次进行科学实验。结果表明:在“怪坡”上, 越是质量大的物体,越是容易发生自行上坡的奇异现象。如此“怪坡”效应,自然使游客、 探险家和科学工作者产生了浓厚的兴趣,先后提出了“重力异常”、 “视差错觉”、 “磁场效应”、 “四维交错” 、 “黑暗物质”和“飞碟作用”、 “鬼怪作祟”、 “失重现象”、 “黑暗物质的强大万 有引力”和“UFO 的神秘力量”……各种解释,众说纷纭,却难以使人信服。“怪坡”,依 然成为人们竞相前往探奇的“旅游谜地”。

9地球绕太阳转是白天转得快还是黑夜转得快 我们什么时候绕太阳转得更快一些:在白昼还是在黑夜 巴黎的报纸有一次曾经刊出一则广告,里面说每个人只要花 25 生丁钱,就可以得到又经济 又没有丝毫困惫痛苦的旅行方法。果然就有一些轻率的人按址寄了 25 生丁钱去。这些人每 人得到一封回信,内容是这样的: 先生,请您安静地躺在您的床上,并且请您记牢:我们的地球是在旋转着的。在巴黎的纬度 ——49 度——上,您每昼夜要跑 25000 公里以上。假如您喜欢看看沿路美好的景致,就请 您打开窗帘,尽情地欣赏星空的美丽吧。 这位先生终于被人用欺诈的罪名告到法院。他听完判决,付出所判的罚金之后,据说曾经用 演剧的姿态站了起来,郑重地复述了伽利略的话: “可是,无论如何它确实是在转着的呀!” 这位被告在一定意义上是正确的,因为地球上的居民不只绕着地轮在“旅行”,同时还给地 球带着用更大的速度绕着太阳转。我们的地球带着它的全数居民在空间每秒移动 30 公里, 同时还要绕地轴旋转。 这里可以提出一个有趣的问题:我们——住在地球上的人——究竟在什么时候绕太阳转得更 快一些:在白昼还是在黑夜? 这个问题很容易引起误会,地球的一面如果是在白昼,那么它的另一面就必然是在黑夜,那 么,这个问题的提出究竟有什么意义呢?恐怕是毫无意义的吧。 然而这儿要问的并不是整个地球在什么时候转得比较快,而是问,我们——地球上的居民— —在众星之间的移动究竟在什么时候要更快一些。这样一个问题是不能够认为毫无意义的。 我们在太阳系里是在进行两种运动的:绕太阳公转,同时还绕地轮自转。这两种运动可以加 到一起,但是结果并不始终相同,要看我们的位置在地球的白昼或黑夜的一面来决定。请注 意图 3,你就可以明白在午夜的时候,地球的自转速度要和它的公转前进速度相加,但是在 正午时候刚刚相反,地球的自转速度要从它的公转前进速度里减去。这样看来,我们在太阳 系里的移动,午夜要比正午更快些。 赤道上的每一点,每一秒大约要跑半公里,因此,在赤道地带,正午跟午夜速度的差数竟达 到每秒钟整整1公里。而一个懂几何学的人也会不难算出,在列宁格勒(它是在纬度 60 度 上),这个差数却只有一半:列宁格勒的居民,午夜在太阳系里每秒所跑的路,比他们在正


午跑的多半公里。

10气象、资源卫星通常在什么轨道上 它们通常运行在太阳同步轨道上。那么什么是太阳同步轨道?这种轨道又有什么好 处? 太阳同步轨道的理论定义是:轨道平面进动方向与地球公转方向大致相同,进动角速率 等于地球公转平均角速率(0.9856 度/日或 360 度/年)的人造地球卫星轨道。其实,说简单 一点,就是能保证卫星每天以相同方向经过同一纬度的当地上空的轨道。因为,我们知道, 卫星运行的周期是由的处的轨道决定的,因此,这样的轨道是可以确定的。 选择太阳同步轨道,能保证卫星每天在特定的时刻经过指定地区,这当然便于我们获得 最好的太阳光条件,从而得到高质量的地面目标图像,这就是气象卫星、资源卫星通常选择 太阳同步轨道的原因。 茫茫星空,有心人会发现,有些卫星几乎总是在同一时刻出现的天空中的同一位置,奇 怪吗?其实一点也不奇怪,因为它们处在地球同步轨道上。 所谓地球同步轨道,就是沿 这个轨道走一圈所需的时间恰好与地球自转的周期(23 小时 56 分 4 秒)相同。也许有人会 说,那么如果走得速度快慢不一,那得到的时间不也就不同了吗。其实,按照天体运行规律, 每条轨道上运行的物体的速度是固定的。因此,不用担心会出现时间上的不一致性。 那 么,地球同步轨道有什么用呢?设想一下,如果我们想每天监视地球上的同一个地方,我们 的卫星该放在哪儿?当然是地球同步轨道。再如象俄罗斯,它处于高轨地区,常用的静止轨 道卫星无法覆盖,如果想实现卫星通信,地球同步轨道是再好的选择。事实上,俄罗斯的“闪 电”通信卫星也正是这样选择运行轨道的。

11显微镜的发展史

R.虎克在 17 世纪中期 制做的复式显微镜

19 世纪中期的显微镜

20 世纪初期的显微镜

带自动照相机 的光学显微镜


装有场发射枪的 扫描电子显微镜

超高压透射电子显微镜 12美国的导弹防御计划是怎样的 美国的弹道导弹防御计划(BMD)由国防部弹道导弹防御组织负责管理、指挥和实 施。BMD 计划主要集中三个领域:战区导弹防御(TMD)、国家导弹防御(NMD)和先进 的弹道导弹防御技术。 TMD 用来保护美国部署在世界各地的部队、美国的盟国和朋友。TMD 系统必须能随部 队快速部署和调动。由于 TMD 所面临的威胁受导弹射程和威力左右,所以任何单一的系统 都不可能完成整个 TMD 任务。为此,国防部采取了一种称之为"系统族"的方式,可以成功 地击退战区导弹的威胁。 这种系统族方法采用低层和高层两种防御系统,从而确保综深防御。低层防御系统拦截 大气层内飞行高度相对较低的目标;高层防御系统拦截大气层外和更远距离的导弹。 13兴旺的卫星家族 人造地球卫星是由人工制造、环绕地球在空间轨道上运行(至少一圈)的无人航天器, 人们简称它为人造卫星或卫星。 自从 1957 年前苏联发射第一颗人造地球卫星以来,到 1996 年近 40 年来,全世界共发射了 4000 多颗航天器(包括人造地球卫星、载人飞船和太空探测器等),其中,人造地球卫星占 90%左右。今天,卫星已形成种类繁多、用途广泛的一个大家族了。 尽管如此,所有人造卫星都包含各种仪器设备的若干系统,这些系统可分为专用系统和保障 系统。 专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统,大致又分为三大类,即探测仪器(如红 外天文望远镜等)、遥感仪器(如各种照相机、测视雷达等)和转发器(如通信转发器等人) 。 保障系统主要有结构系统(卫星的外部壳体属结构系统的一部分)、热控系统(使卫星内保 持一定的温度)、电源系统(卫星体外张开的一般为太阳能电池板)、无线电测控系统、姿态 控制系统(使卫星保持一定的姿态)和轨道控制系统筹。有些卫星还装有计算机系统,用以 处理、协调和管理各分系统的工作。返回式卫星还有返回着陆系统等。 在人造地球卫星的大家族中,包含哪些成员呢?主要有: 通信卫星 它是在地球赤道平面内,离地面 35860 公里的高空上运转的同步卫星。由于它与 地球同步运转,所以卫星好像静止地悬挂在空中。世界上第一颗同步通信卫星是美国于 1963 年发射的,其覆盖面积大约为地球表面积的 40%。我国在 1984 年成功地发射了第一颗通 信卫星。有了通信卫星,就能在大范围内迅速传播电视、电话、电报、传真图片等。 通信卫星还可以用于军事、航空、航海和飞机、船舶的导航等。如果在赤道上空的同步轨道 上,等距离分布 3 颗通信卫星,就能实现全球通信。人们坐在家里就能收看世界任何一个电 视台的节目。


气象卫星 专门进行气象观测的人造卫星。自从 1960 年美国发射了第一颗气象卫星,到目前 为止,太空中已经有上百颗气象卫星运转。利用气象卫星可以获得大气层中许多气象资料。 例如,云、地表面温度、海水温度、大气温度和湿度的垂直分布等。气象部门根据这些资料 和拍摄到的照片、云图,就能较快、较准地作出天气预报。此外,对渔场分布,可以通过气 象卫星找出冷暖海洋交界处,这里鱼饵丰富、鱼儿集中。 侦察卫星 人们也称它为太空"间谍",它以偷窃军事情报为主。自 1960 年前后出现以来,发 展很快,已成为有能力发射这类卫星国家获取情报的有效工具,成为现代作战指挥系统和战 略武器系统的重要组成部分。在这些太空"间谍"里装有各种各样的侦察设备,如照相机、电 视摄像机、红外探测器及电子侦察仪器等。按执行的任务和侦察设备的不同,侦察卫星一般 可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星和导弹预警卫星。侦察卫星是卫星家族 中为数最多的一类,它占卫星总数的 60%左右,是世界上发射数量最多的一种卫星。 导航卫星 它为地面、海洋、空中和空间用户导航定位服务。自 1960 年 4 月美国发射第一颗 导航卫星"子午仪"以来,世界各国发展了数十颗各种类型的导航卫星。现在它们正在为飞机、 导弹、舰船等各种用户当"向导"。 测地卫星 用于测定地面点坐标、地球形状和地球引力场参数,也可作为地面观测设备的观 测目标或定位基准。它可以为洲际导弹发射测定准确的目标位置。60 年代初,人们观测人 造卫星运动,推算出地球扁率,利用卫星测定观测站坐标,计算地球重力场,取得较大成果, 从此,美、苏、法等国相继发射了测地卫星。 地球资料卫星 它是在气象卫星基础上发展而来的。1972 年 7 月 23 日,美国发射了世界上 第一颗地球资料卫星。它采用 60 年代发展起来的航空遥感技术,如光谱遥感技术,拍摄出 照片,帮助人们寻找地下的丰富矿藏,调查森林、水文、耕地种植和农作物生长等情况。地 球资源卫星能迅速、全面、经济地提供有关地球资源的情况,对资源开发和国民经济有重要 作用。地球资料卫星分为陆地资料卫星和海洋资料卫星。 科学卫星和天文卫星 它可以帮助人们研究地球周围的空间、太阳和天体物理。其中天文卫 星又分为以观测太阳为主的太阳观测卫星和以探测太阳系以外的天体为主的非太阳探测天 文卫星、紫外天文卫星、X 射线天文卫星和 Y 射线天文卫星等。 此外,还有用于拦截敌方卫星的反卫星等。人造卫星的种类远不止上面所说。世界各国对卫 星的研制、发射正方兴未艾,我国也在急起直追,成绩斐然。 14卫星是怎样发射的 首先,当装有卫星的运载火箭耸立在发射台上,全部准备工作完毕,按照"倒计数程序" 进入最后预备阶段。随着地面控制中心的发射指令:"9. 8. 7.6、5. 4、3. 2、1 . 发射,第一 级火箭发动机点火,运载火箭开始脱离发射架上升,而且速度越来越快。这就是加速度飞行 段开始了。 运载火箭从地面发射到把有效载荷送入预定轨道,称为发射阶段。在这一阶段所飞经的 路线就叫做发射轨道。运载火箭的发射轨道一般为三大部分,即加速飞行段。惯性飞行段和 最后加速段。运载火箭垂直起飞后 10 秒钟数到 0 秒钟后,开始按预定程序缓慢地转弯。发 动机继续工作约 100 多秒后,运载火箭已上升到 70 千米左右高度,基本达到所需的入轨速 度和与地面接近平行的方向时,第一级火箭发动机关机分离,同时,第二级火箭发动机点火, 继续加速飞行。此时,已飞行 2-3 分钟,高度已达 150 千米一 200 千米,基本已飞出稠密 大气层,按预定程序抛掉箭头整流罩。接着,在火箭达到预定速度和高度时,第二级火箭发 动机关机、分离,至此加速飞行段结束。


这时,运载火箭已获得很大动能,在地球引力作用下,开始进入惯性飞行段,一直到与 卫星预定轨道相切的位置,第三级火箭发动机开始点火,进入最后加速段飞行。当加速到预 定速度时,第三级火箭发动机关机,卫星从火箭运载器弹出,进入预定的卫星运行轨道。至 此,运载火箭的任务就算完成了。 15飞向月球 1969 年 7 月侨日肯尼迪航天中心所在的梅里特岛上,冯·布劳恩博士亲临控制中心。上 午 9 点 32 分,市劳恩为他设计的"土星"5 号火箭下达了"倒计时"的指令。身高 110.6 米, 全重 2 930 吨的"上星飞号,以 1.32X10 瓦的雷霆万钧之势,载着"阿波罗"11 号飞船,踏 上了地球人类希冀飞往月球的漫长之路的最后一程。 发射后 9 分 11 秒,第 H 级火箭脱离,第三级火箭第一次点火。11 分 40 秒,第三级火箭熄 火,飞船进入地球轨道。当第三级火箭再次点火后,飞船脱离地球轨道,进入狭长的地月过 渡轨道。发射后 3 小时历分,指令舱和服务舱与第三级火箭暂时分离。指令舱驾驶员麦克 尔·柯林斯把飞船调转 180 度,然后把指令舱端的锥状对接杆,慢慢地准确插入登月舱的连 接孔。接着,埃德温·艾德林,这位宇宙工程学博士卸下登月和指令舱间的封闭隔板,接通 电缆,完成了全部对接工作。发射后 4 时 10 分,第三级火箭与飞船彻底分离。登月舱向月 球飞奔而去。 在月面降落 "阿波罗"11 号在第一天飞行中,向地球转播了在高空俯瞰的太平洋和美洲大陆的景象。第二 天的门点 32 分,飞船向地球转播了宇航员的生活和工作情况,转播达 34 分钟。第三天飞行 中,又向地球转播了 1 小时 30 分有关宇航员进人登月舱及舱内仪器设备的场景。第四天清 晨,11 号飞船以每秒减速 800 米进入月球轨道。当飞船绕月 3 圈时,指令长尼·阿姆斯特 朗主持第 4 次电视转播,许多地球人第一次清晰地看到了遥远月球的坑坑洼洼的表面。7 月 20 日上午,柯林斯随飞船指令舱留在绕月轨道上,阿姆斯特朗和艾德林驾驶登月舱逐渐向 月面下降。离月面 2 200 米时,登月舱下降速度稳定在每秒 6 米。当登月能离月面 150 米 时,阿姆斯特朗发现预定着陆点资料与实情不符。这位美国最著名的宇航员果断决定改变着 陆点。经过 102 小时 39 分 40 秒的飞行,现在,"鹰"号登月舱的 4 条着陆支架终于稳稳地 落在被称为"静海"的月球上地上。遥远星球亘古以来的宁静被人类的使者打破了。 划时代的"一小步" 地球上亿万人的目光都通过电视屏幕紧盯着走出登月舱口的阿姆斯特朗。他花了 3 分钟才走 完 9 级踏板的舷梯。美国东部时间,1969 年 7 月 20 日,22 时 56 分 20 秒,月面上终于踏出 人类的第一个脚印。阿姆斯特朗面对沉睡已久的月球大地宣布:"对一个人来说,这只不过 是小小的一步,可对全人类来说,这却是一个巨大的飞跃. 在此后 2 小时 40 分的月面探险中,两位宇航员展开了太阳能电池阵。安设了月震仪和 激光反射器,还采集了 22 千克月球岩石和土壤的样品,并与美国总统尼克松进行了电视谈 话。7 月 ZI 日上午 11 时 15 分,登月舱飞离月面之后与绕月轨道上的飞船会合。1969 年 7 月 28 日,美国东部时间 12 时 55 分 22 秒,"阿波罗"11 号完成人类首次登月后,安全溅落在 夏威夷西南的太平洋上。总统尼克松亲临打捞的大黄蜂"号航空母舰,主持"阿波罗"11 号三


位宇航员返航的欢迎仪式。 "阿波罗"11 号飞船和三位宇航英雄,在人类发展史上永久地刻下了自己的姓名。

16高空的窃听能手 常规战争中,敌对双方常常捉"舌头"(即俘虏对方人员)来了解对方战术意图、兵力部 署及武器装备等情报。随着航天技术的发展,人们采用更先进的方式,即利用人造地球卫星 窃取常规手段难以获得的敌方情报。 1984 年 4 月 17 日,在伦敦发生了利比亚人民办事处用轻机枪扫射游行队伍的事件。这 个事件的发生是有先兆的。据美国 ABC 电视台透露,事件发生前,利比亚政府曾指示利比 亚驻伦敦人民办事处,"不能坐视反卡扎菲的示威游行"。美国很快就知道了这个指示,并通 报英国政府,但在得到确切的情况之前,枪击事件就发生了,一名女警察被打死,许多参加 游行的人负了伤。 窃听这个"指示"的是美国电子侦察卫星。它监听了利比亚政府和驻伦敦人民办事处之间 的电话。由此可见利用侦察卫星进行情报战的作用。 在太空遨游的电子侦察卫星是窃听能手,它利用捕获无线电波的方式来获取情报。电子 侦察卫星的任务主要有:一是确定敌方地面防空雷达和反导弹雷达的精确位置。信号特性和 作用距离,以便使轰炸机或弹道导弹不被雷达发现和跟踪;二是确定敌方军用电台的位置和 信号特性,以便战时将其摧毁掉,而更重要的任务在于平时窃听军事通信中的重要情报。 通常,雷达或军用电台的工作频率属高频段,因此,它的作用距离有一定限制。一个幅 员辽阔的国家,为了保卫本国的安全,在远离疆界的腹地往往要布设许多防空雷达。如果在 国外用舰船或飞机等一般的方法测量敌方防空雷达的位置和特性,那是极为困难的,甚至无 法办到。但是,如果用卫星去侦察,就能打破国境线的障碍,"无忧无虑"地测定敌方雷达的 位置和特性。 电子侦察卫星窃听方式比较巧妙。当卫星经过敌方上空时,卫星上的磁带迅速地录下雷 达信号和其他电磁辐射源,然后在自己国土地面站上空又把磁带记录信号"快手快脚"地输送 到地面站,经过地面分析。研究或破译,就能掌握敌方地面雷达的位置和特性,从而偷偷窃 听到许多敌方重要信息。 窃听能手--电子侦察卫星在太空飞行的轨道,近地点(距地心最近时的位置)高度 300 -500 公里,因此,窃听能力很强。它与照相侦察卫星一样,具有普查型和详查型两类。 普查型"窃听能手",用来对敌方地面大面积侦察,测定地面雷达的大致位置,窃听地面 雷达的工作频段。详查型."窃听能手",用来捕获感兴趣的雷达特征和电台信号的详细情报, 用搜索型超外差接收机窃听地面的无线电信号。 目前,多数电子"窃听能手既能作一般监视,对地面进行普查性窃听工作,又能对地面 各种无线电信号进行搜索和窃听,一颗卫星身兼普查和详查两种功能。一般来说,电子侦察 卫星上的计算机里贮存所有已知的敌方雷达信息(如位置和信号特征),如果卫星一旦探测 到新的雷达位置和新的信号,下次经过这一地区上空时,便会自动地对这些特性进行分析, 并对新的雷达进行定位,以确定雷达的精确位置。因此,窃听能手--电子侦察卫星能无一遗 漏地探听清楚地面雷达、无线电台等的位置和信号特征。

17大炮能把卫星送上天吗


据研究,只要能使物体获得 7.9 公里/秒的速度,它就能绕地球运行,成为人造地球 卫星。怎样才能使物体获得环绕速度呢?人们曾经想用大炮把地球卫星发射到天上去,但是, 目前超远程大炮只能打出速度为 2 公里/秒的炮弹,离环绕速度还差得很远。 用飞机直接把人造地球卫星送上轨道,这也是不可能的。现代喷气式飞机能在空中飞行, 靠的是飞机的推力和机翼的升力,而推力和升力的产生又必须依靠空气。这样它离不开包围 地面几十公里厚的大气层,速度也不可能很大。 人造地球卫星是靠火箭送上天去的。发射人造地球卫星的火箭叫做运载火箭,也叫运载 工具。人造地球卫星能否发射成功,火箭的速度是个关键问题。 在目前技术条件下,一般火箭发动机的喷气速度最大只能是 2.5 公里/秒,相应地, 火箭前进的最大速度是 4.5 公里/秒。很明显,要把卫星送上几百公里的高空,并具有环 绕速度,用单级火箭是很难达到的。所以,在目前技术条件下,单级火箭无法使卫星达到环 绕速度,不能做卫星的运载火箭。 多级火箭在航行过程中,可把工作完毕而变得无用的火箭壳体和发动机(死重)抛掉, 以达到提高速度的目的。目前,发射人造地球卫星只要用二级或三级火箭就足够了。根据需 要还可以用一枚多级火箭同时发射几颗卫星。 多级运载火箭是一个整体,通常由几个单级火箭组成。一般用串联形式连接,各级头尾 相接,也有下一级为并联、上面为串联的组合形式,整个运载火箭分为壳体、推进系统、飞 行控制系统等。 运载火箭还有各种分离系统,包括各级的分离,卫星与运载火箭末级的分离,卫星与整流罩 的分离。级间分离系统既要保证各级牢固连接,又要在下面一级工作完毕之后,可靠地把它 分离掉,同时启动上面一级发动机和控制系统工作。 发射人造地球卫星时,运载火箭从地面起飞到进入卫星轨道可分为加速飞行段、滑行段 (惯性飞行)和最后加速三个阶段。加速飞行段是指运载火箭由地面垂直起飞,在发动机推 力的作用下,运载火箭飞出了稠密大气层后,达到预定速度熄火。运载火箭熄火后推力等于 零,这时靠自己获得的能量,在地球引力的作用下滑行,一直飞到与卫星轨道相切的位置时, 火箭再一次点火,稍许增加一点速度,使卫星最后加速入轨。 为了对发射人造地球卫星有一个比较全面的了解,以一枚三级火箭(液体火箭)为例, 将卫星的发射与入轨的一般过程略述如下: 当卫星及其运载火箭出厂运送到发射场,经技术阵地检测合格后,再运送到发射阵地, 竖立在发射台上,尔后进行卫星和运载火箭的对接、加注推进剂、程序控制指令的装定以及 各种测试,在最后测试合格后,由控制中心下达命令,火箭点火。在第一级发动机的推动下 起飞,火箭徐徐垂直上升,穿过稠密大气层后,第一级发动机在预定时间熄火、分离、脱落, 与此同时,第二级发动机点火工作,继续加速。第二级发动机在预定时间熄火、分离、脱落, 运载火箭的第三级与卫星一起,经过一段自由滑行,到达预定轨道附近,按程序控制指令第 三级发动机点火,继续加速,使之达到预定速度,在预定点把卫星弹出,进入预定轨道。这 就是发射人造地球卫星的简单全过程。当然,在这过程中,如果某零部件出了故障,那么卫 星发射就会失败。 将卫星送入地球轨道的办法很多,前面所述只是其中的一种,是节省能量的最简便易行 的一种。 18飞机为什么能飞 飞机为什么能飞?尽管有各个部件的配合,但是最主要的是飞机有一对采用特殊剖面形


状的机翼。 翼剖面又称翼型。典型的翼型上凸下平,人们通常称流线型。根据流体的连续性和伯努 利定理可知,相对远前方的空气来说,流经上翼面的气流受挤,流速加快压力减小,甚至形 成吸力(负压力)而流过下翼面的气流流速减慢。于是上下翼面就形成了压力差。这个压力 差就是空气动力。按力的分解法则,将其沿飞行方向分解成向上的升力和向后的阻力。阻力 由发动机提供的推力克服。升力正好可克服自身的重力,将飞机托向空中。这就是飞机为什 么会飞的奥秘所在。 19地球为什么会自转 我们知道,太阳系的几乎所有天体包括小行星都自转,而且是按照右手定则的规律自转, 所有或者说绝大多数天体的公转也都是右手定则。为什么呢?太阳系的前身是一团密云,受 某种力量驱使,使它彼此相吸,这个吸积过程,使密度稀的逐渐变大,这就加速吸积过程。 原始太阳星云中的质点最初处在混饨状,横冲直闯,逐渐把无序状态变成有序状态,一方面, 向心吸积聚变为太阳,另外,就使得这团气体逐渐向扁平状发展,发展的过程中,势能变成 动能,最终整个转起来了。开始转时,有这么转的,有那么转的,在某一个方向占上风之后, 都变成了一个方向,这个方向就是现在发现的右手定则,也许有其他太阳系是左手定则,但 在我们这个太阳系是右手定则。地球自转的能量来源就是由物质势能最后变成动能所致,最 终是地球一方面公转,一方面自转。

20为什么在地球上看到的星星是黄色的 从地球上看星星,它们并不是黄色的。表面温度 12000-40000 度的恒星,蓝白色,例如, 猎户 l (猎人腰刀南端的“伐”)。10000 度的白色,例如,天琴α(织女一)。7000-8000 度 的黄白色,例如,仙后β(王良一)。5000-6000 度的黄色,例如,天龙β(天棓三)。4000 度的橙色,例如金牛α(毕宿五)。3000 度的红色,例如,猎户α(参宿四)。温度更高的, 辐射能量主要在紫外波段,不能穿透地球大气;温度更低,能量主要在红外波段,超出可见 光范围。 21海鸥为什么总追着轮船飞 在海上航行的轮船,一般有一群白色的海鸥相伴,从而给白茫茫一望无际的大海洋增添 了无限生机和诗意。 那么,海鸥为什么总是喜欢追逐轮船呢?这是因为,轮船在海上航行时,由于受到空气 和海水阻力,在轮船上空产生一股上升的气流。海鸥尾随在轮船的后面或上空,可借助这股 上升的气流毫不费力地托住身子飞翔。 另外,在浩瀚的大海中,小鱼、小虾之类被破浪前进的船激起的浪花打得晕头转向,漂 浮在水面上,很快就会被视力极强的海鸥所发现,轻而易举地把它们吃掉。这种“守株待兔” 的觅食方式,当然是海鸥的聪明之举。


22海水会越来越咸吗 海水是咸的,其原因是海水中含有各种盐分,平均每 1000 克海水中含 35 克盐。有人估 计,如果把海水中所有的盐分都提取出来,铺在陆地上,可得到厚 153 米的盐层;如果铺在 我国的国土上,可使我国平均高出海面 2400 米左右。 海洋刚形成时,海水和江河湖水一样,是淡的。后来,雨水不断地冲刷岩石和土壤,并 把岩石和土壤中的盐类物质冲入江河,而江河的水流到大海,使海洋中的盐分不断增加。与 此同时,海中水分不断蒸发(盐几乎不会蒸发),这就使盐的浓度越来越大。当然,这个过 程是很漫长的。 这么说来,海洋一定会越来越咸了。含盐量高达 25%的死海似乎肯定了这种推测。其 实不然。因为海洋也通过以下几种方式 “释放”盐分、把盐分“归还”于陆地: ⒈海洋中含盐类的可溶性物质的浓度达到一定程度时,会互相结合成不溶性化合物, 沉入海洋的底部。 ⒉海洋中的生物体内吸收了一定的盐类物质,当海洋生物死去后,它的尸体沉到海底。 ⒊台风暴发时,狂风巨浪,海水被卷到陆地上,海水中的盐类物质也被带到陆地;从 漫长的陆地变迁历史看,在海洋的海湾地带,由于地壳的升高而与海洋隔断。这些被隔离的 地带,在太阳光的“肆虐”下,变成陆地,留下大量盐分。 那么,海水会不会越变越淡呢?这也不大可能,雨水和江河湖水每天连续不断地流入海 内,海水的咸度会保持相对的平衡状态。当然,这不排除在某一个海域某一段时间,海水会 变咸或变淡。

23炸药的威力为什么会很大 炸药爆炸,并不是炸药里蕴藏着特大的能量。一公斤炸药爆炸时所放出的能量并不比一 公斤木材燃烧时放出的能量多,炸药爆炸时之所以具有巨大的威力,是因为炸药释放能量的 速度特别快。 燃烧一公斤的木材,无论炉火有多旺盛,木材总是一点点地燃烧;如果把同样重量的炸 药投入炉膛,炸药仅在十万分之一秒内,就把它含有的全部能量释放出来,平均每秒钟放出 的能量达一亿达卡,在这样的能量冲击下,火炉连同房屋就会一起炸毁。 炸药爆炸时,在极短的时间内可以产生大量的气体,来不及扩散,会在爆炸中心形成几 十万个大气压的强大压力,同时产生几千度的高温。正是因为爆炸时所造成的冲击如此突然 而集中,所以使得炸药表现出巨大的威力。 24为什么天空会呈现不同的颜色


天空中色彩各异的颜色是在不同的气象条件下,阳光在大气层中的散射所引起的。我们 所看到的天空的颜色,实际上是大气层散射的光线的颜色。如果天空是十分纯净的,没有大 气和其它微粒的散射作用,那么,除了能看见太阳、月亮、星星以外,整个天空背景将是一 片黑暗。 大气对不同色光的散射作用并不是“机会均等”的,在相同的非均匀媒质中,光的波长 越短,散射就越强。波长较短的蓝光和紫光要比波长较长的红光和橙光的散射能力强 10 万 倍;另一方面,散射强度与媒质中质点的大小有关,质点越小,越有利于短波光线的散射, 而不利于长波光线的散射。 在晴朗的天气中,大气比较纯净,大气分子是极细小的质点,有利于短波光线的散射, 所以阳光中波长较短的蓝光和紫光极易通过大气散射开来,散布在整个天空背景上,由于人 眼对紫光不太敏感,所以天空看起来就成了蔚蓝色。 当天空中有云时,云中的水滴是较大的质点,可以引起各种色光的散射,相互混合的结 果,看上去就如片片白絮。 在大雨来临之前,云中的水滴又大又密,透明度很低,散射出来的光线很少,因此天空 看上去就是灰蒙蒙或黑沉沉的。

25火箭为什么能在太空中飞行 在大气层内,火箭的飞行可以根据牛顿的作用与反作用的理论解释,即火箭向后喷出气 体,气体向后推动空气,空气就会给火箭以大小相同的反作用力来推动火箭前进。 但是,当火箭飞出了大气层到了宇宙空间,空气没有了,空气的反作用力也就不存在了, 那么,火箭为什么还能继续飞行呢?其实还是要用牛顿定律来解释这一问题,关键是力和作 用点的变换。 火箭向前飞行时,燃烧剂和氧化剂在燃烧室迅速燃烧,产生的高温高压燃气以每秒数千 米的速度向后喷出。我们把火箭和喷出的气体作为互相作用的两个物体,作用点选在火箭上, 问题就迎刃而解了。 火箭在喷气的时候相当于给气体一个向后的推力,按牛顿定律,喷出的气体就会通过在 火箭上的作用点给火箭一个反作用力,使火箭向前飞行。这个物理过程与空气无关,所以即 使是在没有空气的宇宙空间,火箭也会照样高速飞行。 26为什么停车信号用红色 我们知道,光线通过空气时会发生散射,对于相同的媒质来说,光线的波长越短,散射 作用越强,光线的波长越长,散射作用就越弱。


在所有的可见光中,红光的波长是最长的,它约为紫光的 1.7 倍,所以空气对红光的散 射作用最弱,它可以传得较远。特别是在下雨或大雾的天气里,空气的透明度大大降低,这 种作用就更为明显。 用红色信号灯作为停车信号,可以使司机在比较远的地方看到信号,制动车子,减速慢 行;如果司机在近处才看见停车信号,由于车的惯性作用是停不住的,极易发生危险。另外, 红色会引起人的视神经细胞的扩展反应,是一种使人兴奋的扩张色,所以红色信号灯比较醒 目,这也便于提醒司机及早刹车,防止事故发生。 红色信号灯不仅可以作为停车信号,还可以作为各种危险、警示信号。比如,在城市的 某些高大建筑物的顶上常要装设红灯,这一盏盏的红灯可以保障夜航飞机的飞行安全,防止 撞机事故的发生。另外,还可以作为公安消防部门的标志。 27火山爆发是怎么回事 火山并非是喷出“火”的山,它喷出的是一种高温粘稠的物质,这种物质叫岩浆。火山爆发 时景象异常壮观。平时,死死被地包在地壳里岩浆,由于其温度极高,又承受着地壳的巨大 压力,所以一遇地壳较薄的地方或有裂隙,岩浆就猛烈地冲出地面。 当火山爆发时,伴随着惊天动地的巨大轰鸣,石块飞腾翻滚,炽热无比的岩浆像条条凶 残无比的火龙,从地下喷涌而出,吞噬着周围的一切,霎时间,方圆几十里都被笼罩在一片 浓烟迷雾之中。有时候,由于火山爆发,还能使平地顷刻间矗立起一座高高的大山,如赤道 附近的乞力马扎罗山和科托帕克希山就是这样形成的;有时候,又能在瞬间吞掉整个村庄和 城镇。 火山的形成是地表下面,越深的地方,温度就越高,大约在 20 英里深处,温度之高足 以熔化大部分岩石。岩石熔化时,就会膨胀而需要更多更大的空间。这种被高温熔化的物质 便会沿着隆起造成的裂缝上升。当熔岩槽里的压力大于它上面的岩石的压力时,便向外爆发 而形成一座火山。

28为什么云有各种不同的颜色 天空有各种不同颜色的云,有的洁白如絮,有的是乌黑一块,有的是灰蒙蒙一片,有的发出 红色和紫色的光彩。这不同颜色的云究竟是怎么形成的呢? 我们所见到的各种云的厚薄相差很大,厚度可达七八公里,薄的只有几十米。有满布天 空的层状云,孤立的积状云,以及波状云等许多种。 很厚的层状云,或者积雨云,太阳和月亮的光线很难透射过来,看上去云体就很黑;稍 微薄一点的层状云和波状云,看起来是灰色,特别是波状云,云块边缘部分,色彩更为灰白; 很薄的云,光线容易透过,特别是由冰晶组成的薄云,云丝在阳光下显得特别明亮,带有丝


状光泽,天空即使有这种层状云,地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子。 有时云层薄得几乎看不出来,但只要发现在日月附近有一个或几个大光环,仍然可以断 定有云,这种云叫做“薄幕卷层云”。孤立的积状云,因云层比较厚,向阳的一面,光线几 乎全部反射出来,因而看来是白色的;而背光的一面以及它的底部,光线就不容易透射过来, 看起来比较灰黑。 日出和日落时,由于太阳光线是斜射过来的,穿过很厚的大气层,空气的分子、水汽和 杂质,使得光线的短波部分大量散射,而红、橙色的长波部分,却散射得不多,因而照射到 大气下层时,长波光特别是红光占着绝对的多数,这时不仅日出、日落方向的天空是红色的, 就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。 由于云的组成有的是水滴,有的是冰晶,有的是两者混杂在一起的,因而日月光线通过 时,还会造成各种美丽的光环或虹彩。

29为什么极光出现在地球两极 我们已经知道,极光是高空稀薄大气层中带电的微粒所致,在带电微粒流的作用下,各种不 同的气体所发出的光也不相同,因此就出现了各种不同形状和颜色的极光,美丽又壮观。 极光大多在南北两极附近出现,而很少发生在赤道地区,这是为什么呢?原因是地球像 一块巨大的磁石,而它的磁极在南北两极附近。我们所熟悉的指南针因受地磁场的影响,总 是指着南北方向,从太阳射来的带电微粒流,也要受到地磁场的影响,以螺旋运动方式趋近 于地磁的南北两极。所以极光大多在南北两极附近的上空出现。在南极发生的叫南极光,在 北极发生的叫北极光。我国在北半球,所以在我国只能看到北极光。 30为什么温水比冷水结冰快 有经验的汽车驾驶员都知道,冬天洗车最好用冷水而不用温水,否则温水一沾到车厢便会马 上结冰。难道温水比冷水结冰快?这是为什么呢? 今天的科技日报报道称,其实,解释不了这个奇怪的自然现象是非常正常的,因为迄今为止, 连科学家也没有搞清楚:为什么冬天温水比冷水冻得快?当今世界上还没有人能够破解这个 看似稀松平常的自然之谜。 据说,古希腊人曾发现了这个有意思的自然现象,但他们没有找到答案。 1969 年,一名坦桑尼亚大学生艾拉斯托·穆宾巴正式向全世界提出这个问题——为什么冬 天温水比冷水冻得快?从那以后,这个问题才被全世界科学家所关注。 据说,1969 年 盛夏,艾拉斯托·穆宾巴想亲手制作冰激凌,他把一杯由牛奶和糖水等物质相混合的、还没 有放凉的温热液体放进了冰箱冷冻室,结果他惊讶地发现,这次液体结晶得比以往任何一次 都快,他很快就吃到了自己亲手制作的冰激凌。这个有趣的发现激发他深入研究的欲望。从 那以后,艾拉斯托·穆宾巴相继做了很多温水冷冻实验,写了很多篇研究报告。由于艾拉斯


托·穆宾巴的突出贡献,这个神奇的自然现象现在被科学界称为“穆宾巴效应”。 现在,在许多解释中最为普遍的理论为:温差理论,即冬天温水比冷水冻得快,是因为温水 与周围环境之间的温差大于冷水与周围环境之间的温差,温差大温水中水分子的能量会很快 散发到周围环境中。当然,这个理论仍然遭到许多科学家的质疑。因为按照这个理论,冷水 与周围环境之间的温差小,冷水分子能量失去较慢,那么出现的问题是,温水终究要变成冷 水,它变成冷水后结晶速度应该与冷水直接冷冻一样。因此,考虑到把温水冷却成冷水时耗 费的时间,应该得出结论,即无论怎样冷水都应比温水冷冻得快。看来,这个“温差理论” 也不值得推敲。 报道称,那么,温水到底缘何比冷水冷冻得快呢?温水在冷冻过程中 肯定还有一个至今未被人们认知的机理。也许不久的将来,科学家会解开藏在我们身边的这 个谜团。 31为什么台风的风眼中没有风 台风是范围很大的一团旋转的空气,中心气压很低,四周围的空气绕着它的中心以反时针方 向快速地旋转。低层空气边旋转边向低压中心流动,空气流动速度越快,风速也越大。 在台风中心平均直径约为 40 公里的圆面积内,通常称为台风眼。由于台风眼外围的空 气旋转得太厉害,在离心力的作用下,外面的空气不易进入到台风的中心区内,因此台风眼 区就像由云墙包围的孤立的管子。它里面的空气几乎是不旋转的,风很微弱。 台风眼区外的空气,向低压中心旋进,它们挟带着大量的水蒸气,由于不易进入眼区, 而在其外围上升,形成大片灰黑色臃肿高耸的云层,下着倾盆般的暴雨。而台风眼区内出现 了下沉气流,因而云消雨散,夜间还能看到闪烁的星星。正如今年第 5 号台风威马逊的卫星 图像所表现的那样,由于台风眼中一般是晴到少云天气,因而在卫星云图上呈黑色小圆点状。 但台风眼移过后,天气将重新变得极为恶劣。

32为什么山区会出现焚风 “焚风”,顾名思义,就是火一样的风,是山区特有的天气现象。为什么山区会出现焚风呢? 这是由于气流越过高山,出现下沉运动造成的。从气象学上讲,某一团空气从地面升到高空, 每升高 1000 米,温度平均要下降 6.5℃;相反,当一团空气从高空下沉到地面的时候,每下 降 1000 米,温度约平均升高 6.5℃。这就是说,当空气从海拔 4000-5000 米的高山下降至地 面时,温度就会升高 20℃以上,会使凉爽的气候顿时热起来。这就是产生“焚风”的原因。 焚风”在世界很多山区都能见到,但以欧洲的阿尔卑斯山,美洲的落基山,原苏联的高 加索最为有名。阿尔卑斯山脉在刮焚风的日子里,白天温度可突然升高 20℃以上,初春的 天气会变得像盛夏一样,不仅热,而且十分干燥,经常发生火灾。强烈的焚风吹起来,能使 树木的叶片焦枯,土地龟裂,造成严重旱灾。 焚风有时也能给人们带来益处。北美的落基山,冬季积雪深厚,春天焚风一吹,不要多 久,积雪会全部融化,大地长满了茂盛的青草,为家畜提供了草场,因而当地人把它称为“吃 雪者”。程度较轻的焚风,能增高当地热量,可以提早玉米和果树的成熟期,所以原苏联高 加索和塔什干绿洲的居民,干脆把它叫做“玉蜀黍风”。


在我国,焚风地区也到处可见,但不如上述地区明显。如天山南北、秦岭脚下、川南丘 陵、金沙江河谷、大小兴安岭、太行山下、皖南山区都能见到其踪迹。

33大气中为什么会出现晕 “晕”的出现虽然让人感到奇妙和异常,其实它是大气中的一种物理现象。当冰晶云存在时, 云幕上日、月周围出现的圆形光弧,叫“晕” (hale)。它是由悬浮于大气中的冰晶对日、月 光的反射和折射形成的物理现象。色序与副虹相同,即外紫内红。以太阳为中心的,称为“日 晕”,以月亮为中心的,称为“月晕” 。常见的晕有 22°晕和 46°晕。 晕与天气变化也有一定的关系。天气谚语云: “日晕三更雨,月晕午时风”。天空里有晕 出现,表示观测站处在气旋的前端,距地面暖锋约几百公里。随着地面暖锋向观测站移动, 伴随而来的天空将是云层愈来愈低,风力愈来愈大,并逐渐开始降水。但当气旋边缘经过时, 则不一定有雨,而可能只是风力增强,风向改变。 此外,在热带气旋外缘,如果有卷层云存在,也会形成晕。所以在台风季节,低纬度地 区看到天空有卷层云和晕存在时,台风将可能来临。 34共振的幽灵 任何物体产生振动后,由于其本身的构成、大小、形状等物理特性,原先以多种频率开始的 振动,渐渐会固定在某一频率上振动,这个频率叫做该物体的"固有频率",因为它与该物体 的物理特性有关。当人们从外界再给这个物体加上一个振动(称为策动)时,如果策动力的 频率与该物体的固有频率正好相同,物体振动的振幅达到最大,这种现象叫做"共振"。物体 产生共振时,由于它能从外界的策动源处取得最多的能量,往往会产生一些意想不到的后果。 18世纪中叶,法国昂热市一座102米长的大桥上有一队士兵经过。当他们在指挥官 的口令下迈着整齐的步伐过桥时,桥梁突然断裂,造成226名官兵和行人丧生。究其原因 是共振造成的。因为大队士兵迈正步走的频率正好与大桥的固有频率一致,使桥的振动加强, 当它的振幅达到最大以至超过桥梁的抗压力时,桥就断了。类似的事件还发生在俄国和美国 等地。鉴于成队士兵正步走过桥时容易造成桥的共振,所以后来各国都规定大队人马过桥, 要便步通过。 在我国的史籍中也有不少共振的记载。唐朝开元年间,洛阳有一个姓刘的和尚,他的房 间内挂着一幅磬,常敲磬解烦。有一天,刘和尚没有敲磬,磬却自动响起来了。这使他大为 惊奇,终于惊扰成疾。他的一位好朋友曹绍夔是宫廷的乐令,不但能弹一手好琵琶,而且精 通音律(即通晓声学理论),闻讯前来探望刘和尚。经过一番观察,他发现每当寺院里的钟 响起来时,和尚房里的磬也跟着响了。丁是曹绍夔拿出刀来把磬磨去几处,从此以后就不再 自鸣了。他告诉刘和尚,这磬的音律(即现在所谓的固有频率)和寺院的钟的音律一致,敲 钟时由于共振,磬也就响了。将磬磨去几处就是改变它的音律,这样就不会引起共鸣。和尚 恍然大悟,病也随之痊愈了。 登山运动员登山时严禁大声喊叫。因为喊叫声中某一频率若正好与山上积雪的固有频率 相吻合,就会因共振引起雪崩,其后果十分严重。


35海浪为什么迎岸而来 在海岸上极目望去,波涛汹涌的海浪总是垂直于海岸线迎面袭来,从来没有见过沿海岸线前 进的海浪,这是为什么? 海面上的波浪在深海处传播的速度总是比浅海处的传播速度快,越是近海岸,海水越浅, 波浪的速度越慢。若用虚线AB表示海岸附近深水域与淡水域的分界线,那么在深水域中, 海浪在第1、2、3……、11秒走过的距离较大(因为速度快),因此,线条之间的间隔 大;在浅水域中,同样花费1秒钟时间,海浪经过的距离短,表现为线条之间的间隔小。因 此,在分界线处发生了海浪的波长和传播方向的改变,海浪的传播方向变得渐渐垂直于海岸 线了。由于越靠近海岸的海水越浅,因此,海浪的速度也渐渐慢下来,这就使它的传播方向 越来越垂直于海岸线。当我们站在海岸面向大海时,由于看到的海浪都是以垂直于海岸线的 方向一排排袭来,我们就感到海浪是迎你而来的。 在远离海岸的大海深处,海浪的行进方向取决于海风与海流的方向,并不一定朝观察者 迎面而来。 36船吸现象 1912 年秋天,"奥林匹克"号正在大海上航行,在距离这艘当时世界上最大远洋轮的 100 米 处,有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰"豪克"号正在向前疾驶,两艘船似乎在比赛,彼此靠得 较拢,平行着驶向前方。忽然,正在疾驶中的"豪克"号好像被大船吸引似地,一点也不服从 舵手的操纵,竟一头向"奥林匹克"号闯去。最后,"豪克"号的船头撞在"奥林匹克"号的船舷 上,撞出个大洞,酿成一件重大海难事故。 我们知道,根据流体力学的伯努利原理,流体的压强与它的流速有关,流速越大,压强 越小;反之亦然。用这个原理来审视这次事故,就不难找出事故的原因了。原来,当两艘船 平行着向前航行时,在两艘船中间的水比外侧的水流得快,中间水对两船内侧的压强,也就 比外侧对两船外侧的压强要小。于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近,最后相撞。 又由于"豪克"号较小,在同样大小压力的作用下,它向两船中间靠拢时速度要快得多,因此, 造成了"豪克"号撞击"奥林匹克"号的事故。现在航海上把这种现象称为"船吸现象"。 鉴于这类海难事故不断发生,而且轮船和军舰越造越大,一旦发生撞船事故,它们的危 害性也越大,因此,世界海事组织对这种情况下航海规则都作了严格的规定,它们包括两船 同向行驶时,彼此必须保持多大的间隔,在通过狭窄地段时,小船与大船彼此应作怎样的规 避,等等。 37高科技炮弹有哪些 对于炮弹,人们一般只知道它具有爆炸杀伤、破坏的功效,却不知炮弹在高科技的巧妙"催 化"作用下已具备多种特殊的功能。可以预见,在未来的高技术战争中,炮弹家族将大显神 威。 制导炮弹制导炮弹可以说是炮弹与导弹的"混血儿"。它像普通炮弹那样由火炮发射,也 像导弹那样捕捉和跟踪目标。被誉为"打了不用管"的末制导炮弹和末敏炮弹,射程远,威力 大,价格低,命中率高,具有子母弹的打击能力,还具有破甲弹、动能弹的攻击方式,在万 马千军中拿下装甲目标的"首级",如探囊取物一般容易。


窃听炮弹它是利用震动声音传感器窃听战场目标信息的。弹体内装有一个震动声音传感 器,发射至目标区域后,能自动探测不同类型的声响,并能自动将目标的声音转换成电信号 发送给控制中心,再还原成声音信号。这种炮弹对目标的分辨能力很强,而且不受地形和气 候的限制,具有及时、隐蔽和不间断的目标侦探和监控功能,从而扩大了战场信息探测的时 空范围。 电视侦察炮弹这种炮弹是以微型化电视摄像机和袖珍电视为主体组成。当火炮将其发射 至目的地以后,弹中的摄像机开始工作,将拍摄到的战场实况通过微型发射机传输回去,整 个侦察过程犹如电视台的实况转播那样直观。 电子目标破坏弹现代战场上,雷达、无线电等设备是指挥官的"耳目",也是电磁波的发 源地。此种炮弹专门用于寻找和破坏电子目标,一旦对方发射电磁波信号,该炮弹就会沿着 辐射信号直奔其通信枢纽和指挥所。此时,即使电台停止工作,炮弹也能根据记忆装置的指 令直捣目标。 强光致盲炮弹这种炮弹是通过辐射极强的闪光来破坏敌人各种侦察器材上的光学敏感 元件和传感器的,从而使敌人双目失明丧失战斗力。发射手段可以用普通榴弹炮、迫击炮或 航空炸弹,甚至可以用手榴弹投掷。 干扰炮弹这是一种用来干扰敌方通信联络和信息传递的弹种,其类型有通信干扰弹和声 音干扰弹两种,通信干扰弹能对运行中的指挥通信网实施有效干扰,使其通信网络产生混乱, 在不良气候和气温条件下特别适用。声音干扰弹是专门用于干扰敌方指挥信息接收的弹种, 它能将敌方人员发出的各种指挥口令,重新编排成与原内容相反的口令,再用敌方人员同样 的声音发送出去,以此干扰敌方战斗人员执行口令,使之真假难辨。 诱饵炮弹这是一种通过辐射强大的红外线能量,来制造一个与所保护目标相同的红外辐 射源,以诱骗敌方红外制导导弹上当受骗的炮弹。诱饵炮弹有烟火型、复合型、燃烧型等类 型,各种类型的诱饵弹均能制造与目标相同的红外辐射源,以对付敌方导弹的攻击。 反机动特种炮弹这种炮弹主要采用了两种技术:一种是抗摩擦力技术。这种炮弹的弹内 装入大量高性能的润滑剂,用大炮或飞机发射到敌人的重要战略地域后,由于摩擦力大大减 少,会使得敌方飞机无法起飞、列车脱轨、车辆失控等;有些超级粘性物质又有极强的粘胶 作用,一旦人员或装备沾染了这种粘性物质后,就会被牢牢地粘在原地而无法解脱。另一种 是采用特种化学剂。当弹丸在目标区爆炸后,可撒布大量的特殊功能的微粒战剂,它对人员 不会造成任何伤害,但是当飞机、坦克、车辆等燃料箱或发动机一旦吸入,燃料的正常燃烧 过程就会受到破坏,发动机就会被迫停止工作。 38威力无比的核武器 在第二次世界大战即将结束时,出现了一种给日本人民带来沉重灾难的大规模杀伤武器。 1945 年 8 月 6 日清晨,在日本广岛这个仅有二十四万人口的城市,居民和往日一样平静地 生活着。突然,随着急促的嗡嗡声,一架美国军用飞机飞入市区上空。在这之前,虽然已发


出了空袭警报,然而人们在战争环境下对警报已习以为常,有人甚至误认为是来了一架侦察 机,所以大部分人没有及时进入防空洞躲避。 这架美国飞机不是侦察机,而是一架 B-29 型轰炸机。这次,它只投下了一颗炸弹,然后 就拼命逃离了广岛上空。那颗黑色大炸弹带着降落伞慢慢落向市中心,离地面还有五六百米 时,急剧地爆炸了。 爆炸的瞬间,先是耀眼的强光一闪,随即是天崩地裂的爆炸声。紧接着出现一个大火球,逐 渐上升。翻滚和扩大,变成一团暗棕色的烟云。地面上的尘土、碎石被扬起卷入空中,形成 一个粗大的尘柱,并急速追赶上升的烟云团,最后两者会合成一个高大的蘑菇烟云;顿时, 广岛市烟尘滚滚,房倒屋塌,成了一片火海,死伤人员达 20 万。占总人口五分之四以上。 这颗黑色大炸弹就是原子弹。由于日本法西斯拒不投降,美国政府决定用刚刚研制成功的原 子弹袭击日本城市。在广岛被摧毁的三天以后,另一个日本城市--长崎,也遭受了同样的厄 运。 原子弹为什么会有这样大的杀伤和破坏威力呢?说来也怪,它无与伦比的威力,竟来自小得 人眼看不见的原子核中释放出来的能量。 大家知道,世界上所有物质都是由原子组成的。原子很小,一粒灰尘中就包括有几十亿个原 子。而每个原子中间都有一个带正电的原子核。 原子核中具有的能量比一般化学反应产生的能量大几百万倍。当原子核发生裂变或聚变时, 都能将其中的丰富能量释放出来。例如 1 克铀在裂变时,它的原子核产生的爆炸力相当于 20 吨 TNT 炸药的能量。 人们通过实验发现,一个铀原子分裂时能放出许多中子(原子核就是由带正电的质子和不带 电的中子组成的),而这些中子又能击破别的原子,产生更多的中子,依次延续下去,这种 现象叫做连锁反应,或者链式反应。原子弹就是利用原子核裂变的连锁反应来爆炸的。 为了实现核爆炸,即维持裂变的连锁反应,就必须有足够的核装药(如铀、钚)等,因为核 装药数量少时,体积也就小,所产生的中子如果没有击中别的原子核,就有可能跑到核装药 外面去,使链式反应中断。这种保证链式反应正常进行所需要的核装药的最小数量,叫做“临 界质量”。 原子弹的结构与临界质量有一定的关系。核装药(如铀 235)分成了好几块,并间隔一定距 离放在弹体中,而每一块核装药都必须小于'临界质量"。这是为了防止在原子弹的制造和储 存过程中,由于意外原因使中子进入核装药而引起核爆炸所采取的安全措施。 在核装药的外面包了一层坚固的能反射中子的材料,其作用是将过早跑出来的中子反射回 去,以提高链式反应的速度。在核装药的中间装有能产生中子的中子原,在反射层外面装着 起爆装置。起爆装置与装在核装药外面的炸药以电路相连。 需要原子弹爆炸时,先由起爆装置点燃雷管,进而引爆炸药,在炸药爆炸产生的高压作用下, 将分成几块的核装药压合在一起,使核装药达到“临界质量”。与此同时,中子原放出中子,


使核装药发生链式反应,于是原子弹就爆炸了。 原子核的裂变反应能放出巨大的能量,这是获得核能的一种方法,后来,人们在研究太阳发 光的秘密时发现,“氢”元素的原子核在极高的温度下聚合成较重元素的原子核时,也能释 放出巨大的能量。这种释放能量的方法,叫做“核聚变反应”或“热核反应”。 但是,核聚变反应比核裂变反应更复杂一些,它在反应时需要几千万度的高温。因此,长期 以来,人们认为只有在太阳上才能满足这样的条件。直到原子弹爆炸成功后,用人工方法实 现核聚变反应的愿望才得以实现。 这种产生核聚变反应的装置,实际上就是后来出现的氢弹。 由于氢弹是用原子弹作为引爆的“扳机”,所以它的结构与原子弹有些相似之处,好比是在 氢弹内装了一个原子弹和发生核聚变反应的热核装料。原子弹爆炸后,在弹内产生极高的温 度,从而引起热核装药的聚变反应,使氢弹发生爆炸。 氢弹爆炸时释放出的能量要比原子弹大得多,而且由于热核装药没有“临界质量”的限制, 所以可根据需要制造威力特别大的氢弹。1952 年爆炸的世界上第一颗氢弹,它所释放出的 能量相当于投向广岛的那颗原子弹的五百倍。 核爆炸时产生的破坏和杀伤力与一般的武器弹药不同,它主要包括冲击波、光辐射。贯穿辐 射、放射性沾染和核爆炸电磁脉冲五个方面,其中尤以冲击波和光辐射的破坏作用最大。冲 击波的速度很高,约为一般强台风风速的好几倍。它既能使建筑物倒塌,又能使人体受到严 重伤害。 光辐射能在大范围内引起物体燃烧,使人员受到严重烧伤。此外,它还能辐射出强烈的 X 射线和紫外线起杀伤破坏作用。 为了打破超级大国对核武器的垄断,保卫世界和平和祖国的安全,我国已先后研制成功了原 子弹和氢弹,成为拥有核武器的国家之一。 39动物为什么不会迷失方向 两项新的研究揭示了动物是如何利用自身固有的“指南针”来识别方向的。研究人员发 现迁徙的海龟是依靠地域性磁场引导它们在北大西洋中游动的。海龟通过沿着一个被称为北 大西洋环流的循环流动系统确定自身的方位,避免了进入危险的寒冷水域中。来自美国佛罗 里达州东部的海龟幼仔在一进入大海后,就开始漫长的迁徙。它们游向环绕着马尾藻海域的 北大西洋环流,并用几年的时间沿着该环流游动。 科学家把海龟放置在一个大水缸中,水缸由计算机控制的线圈环绕着,以此来研究海龟 幼仔对不同磁场的反应。每个海龟身上装有一个电子跟踪仪,可以记录下海龟的位置。海龟 可以通过改变它们游动的方向,对磁场中的某些变化做出反应。 在另一项对赞比亚地下鼹鼠的研究中,捷克和德国的研究人员发现在名为上丘脑的大脑


结构中有些神经细胞是这种动物生物“指南针”的一部分。这些细胞组对不同磁场方向会做 出有选择性的反应。鼹鼠利用这些磁感觉信息合成了一幅它们周围环境的心理地形图,而其 它的动物用不同感官信息来达到同样的地形图。 40太空育种的原理是什么 经历过太空遨游的农作物种子,返回地面种植后,不仅植株明显增高增粗,果型增大, 产量比原来普遍增长而且品质也大为提高。 太空环境对植物基因产生影响已经得到各国科学家的证实。但是对太空育种原理的解释 仍在争论之中。 科学家认为,太空育种主要是通过强辐射,微重力和高真空等太空综合环境因素诱发植 物种子的基因变异。由于亿万年来地球植物的形态、生理和进化始终深受地球重力的影响, 一旦进入失重状态,同时受到其他物理辐射的作用,将更有可能产生在地面上难以获得的基 因变异。综合太空辐射、微重力和高真空等因素的太空环境对植物种子的生理和遗传性壮具 有强烈影响,但是究竟主要是那些因素产生影响,以及如何产生影响,至今还没有定论。

41风是怎样形成的 大气为什么会运动?是什么力量驱使它运动的呢?原因是错综复杂的。水平的风,垂直 的升降气流,不规则的乱流运动,都各有其复杂的成因。这里先就风的成因谈起吧。 自从十七世纪出现了气压表,指出空气有重量因而有压力这个事实以后,为人们寻找风 的奥秘提供了开窍的钥匙。十九世纪初,有人根据各地气压与风的观测资料,画出了第一张 气压与风的分布图。这种图不仅显示了风从气压高的区域吹向气压低的区域,而且还指明了 风的行进路线并不直接从高气压区吹向低气压区,而是一个向右偏斜的角度。 一百多年来,人们抓住气压与风的关系这一条从实践中得来的线索,进一步深入探究, 总结出一套比较完整的关于风的理论。风朝什么地方吹?为什么风有时候刮起来特别迅猛有 劲,而有时候却懒散无力,销声匿迹?这完全是由气压高低、气温冷暖等大气内部矛盾运动 的客观规律在支配着的。人们不仅用这种规律来解释风的起因,而且还用这些规律来预测风 的行踪。

42云是怎样形成的 人们常常看到天空有时碧空无云,有时白云朵朵,有时又是乌云密布。为什么天上有时 有云,有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的? 漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合 在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚


度。 云的形成主要是由水汽凝结造成的。 我们都知道,从地面向上十几公里这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密; 越往高空,温度越低,空气也越稀薄。 另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和动、植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。 水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。 以后又再蒸发(升华),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。 水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的 空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继 续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于 0°C,则多余的水汽就凝结成小 水滴;如果温度低于 0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增 多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了。

43雨是怎样形成的 我们已经知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花就是由它们增长变大而 成的。那么,小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢? 在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此, 在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴浓密,含水量多,这样,它才 能继续凝结增长;其次,在水云内还需要存在较强的垂直运动,这样才能增加多次碰撞并合 的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中,云滴没有足够的凝结和并合增长的机会,只能 引起多云、阴天,不大会下雨。 在各种不同的云内,其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周 围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程,在只 有凝结作用的情况下,云滴的大小是均匀的,但由于水汽的补充,使某些云滴有所增长,再 加上并和作用的结果,就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下 降,当有上升气流时,就会有一个向上的力加在雨滴上,使其下降的速度变慢,并且一些小 雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时,才能下降到地面,形成降雨。

44雪是怎样形成的 我们都知道,云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花是由这些小水滴和小冰晶 增长变大而成的。那么,雪是怎么形成的呢?


在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大成为雨滴的。 冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化, 并且会互相沾合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。另外,在云内也有水汽, 所以冰晶也能靠凝华继续增长。但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝 华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水, 也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面。 最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空 气对于冰晶说来已经达到饱和的时候,对于水滴说来却还没有达到饱和。这时云中的水汽向 冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上"吸附"水汽的 现象。在这种情况下,冰晶增长得很快。另外,过冷却水是很不稳定的。一碰它,它就要冻 结起来。所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结沾附在冰晶表面 上,使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面,这就是雪 花。 在初春和秋末,靠近地面的空气在 0℃以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使 雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降"湿雪",或"雨雪并降"。这种现象在气象 学里叫“雨夹雪”。 同样雪的大小也按降水量分类. 雪可分为小雪,中雪和大雪三类, 具体见表 3. 表 3. 各类雪的降水量标准 种类 小雪 中雪 大雪 24 小时降水量 2.5 以下 2.6-5.0 大于 5.0 12 小时降水量 1.0 以下 1.1-3.0 大于 3.0

45雾是怎样形成的


雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物,只是雾生成在大气的近地 面层中,而云生成在大气的较高层而已。雾既然是水汽凝结物,因此应从造成水汽凝结的条 件中寻找它的成因。大气中水汽达到饱和的原因不外两个:一是由于蒸发,增加了大气中的 水汽;另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时,饱和空 气如继续有水汽增加或继续冶却,便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低到 1 千米 以内时,雾就形成了。 另外,过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。 因此,凡是在有利于空气低层冷却的地区,如果水汽充分,风力微和,大气层结稳定, 并有大量的凝结核存在,便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多,因 为那里有丰富的凝结核存在。

46露是怎样形成的 在温暖季节的清晨,人们在路边的草,树叶及农作物上经常可以看到的露珠,露也不是 从天空中降下来的。露的形成原因和过程与霜一样,只不过它形成时的温度在 0°C 以上罢 了。 在 0°C 以上,空气因冷却而达到水汽饱和时的温度叫做"露点温度"。在温暖季节里, 夜间地面物体强烈辐射冷却的时候,与物体表面相接触的空气温度下降,在它降到"露点" 以后就有多余的水汽析出。因为这时温度在 0°C 以上,这些多余的水汽就凝结成水滴附着 在地面物体上,这就是露。 露和霜一样,也大都出现于天气晴朗、无风或微风的夜晚。同时,容易有露形成的物体, 也往往是表面积相对地大的、表面粗糙的、导热性不良的物体。有时,在上半夜形成了露, 下半夜温度继续降低,使物体上的露珠冻结起来,这叫做冻露。有人把它归入霜的一类,但 是它的形成过程是与霜不同的。 露一般在夜间形成,日出以后,温度升高,露就蒸发消失了。 在农作物生长的季节里,常有露出现。它对农业生产是有益的。在我国北方的夏季,蒸 发很快,遇到缺雨干旱时,农作物的叶子有时白天被晒得卷缩发干,但是夜间有露,叶子就 又恢复了原状。人们常把"雨露"并称,就是这个道理。

47霜是怎样形成的 在寒冷季节的清晨,草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光 照耀下闪闪发光,待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫"下霜"。翻翻日历,每年 10 月下旬,总有"霜降"这个节气。我们看到过降雪,也看到过降雨,可是谁也没有看到过


降霜。其实,霜不是从天空降下来的,而是在近地面层的空气里形成的。 霜是一种白色的冰晶,多形成于夜间。少数情况下,在日落以前太阳斜照的时候也能开 始形成。通常,日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方,霜也能 终日不消。 霜本身对植物既没有害处,也没有益处。通常人们所说的"霜害",实际上是在形成霜的 同时产生的"冻害"。 霜的形成不仅和当时的天气条件有关,而且与所附着的物体的属性也有关。当物体表面 的温度很低,而物体表面附近的空气温度却比较高,那么在空气和物体表面之间有一个温度 差,如果物体表面与空气之间的温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的,则在较暖的空气 和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却,达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如 果温度在 0°C 以下,则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶,这就是霜。因此霜总是在 有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成。 另外,云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的,天空有云不利于霜的形成,因此,霜 大都出现在晴朗的夜晚,也就是地面辐射冷却强烈的时候。 此外,风对于霜的形成也有影响。有微风的时候,空气缓慢地流过冷物体表面,不断地 供应着水汽,有利于霜的形成。但是,风大的时候,由于空气流动得很快,接触冷物体表面 的时间太短,同时风大的时候,上下层的空气容易互相混合,不利于温度降低,从而也会妨 碍霜的形成。大致说来,当风速达到 3 级或 3 级以上时,霜就不容易形成了。 因此,霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。 霜的形成,不仅和上述天气条件有关,而且和地面物体的属性有关。霜是在辐射冷却的 物体表面上形成的,所以物体表面越容易辐射散热并迅速冷却,在它上面就越容易形成霜。 同类物体,在同样条件下,假如质量相同,其内部含有的热量也就相同。如果夜间它们同时 辐射散热,那末,在同一时间内表面积较大的物体散热较多,冷却得较快,在它上面就更容 易有霜形成。这就是说,一种物体,如果与其质量相比,表面积相对大的,那么在它上面就 容易形成霜。草叶很轻,表面积却较大,所以草叶上就容易形成霜。另外,物体表面粗糙的, 要比表面光滑的更有利于辐射散热,所以在表面粗糙的物体上更容易形成霜,如土块。 霜的消失有两种方式:一是升华为水汽,一是融化成水。最常见的是日出以后因温度升 高而融化消失。霜所融化的水,对农作物有一定好处。

48冰雹是怎样形成的 冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云, 而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。 积雨云和各种云一样都是由地面附近空气上升凝结形成的。空气从地面上升,在上升过


程中气压降低,体积膨胀,如果上升空气与周围没有热量交换,由于膨胀消耗能量,空气温 度就要降低,这种温度变化称为绝热冷却。根据计算,在大气中空气每上升 100 米,因绝热 变化会使温度降低 1 度左右。我们知道在-定温度下,空气中容纳水汽有一个限度,达到这 个限度就称为“饱和”,温度降低后,空气中可能容纳的水汽量就要降低。因此,原来没有 饱和的空气在上升运动中由于绝热冷却可能达到饱和,空气达到饱和之后过剩的水汽便附着 在飘浮于空中的凝结核上,形成水滴。当温度低于摄氏零度时,过剩的水汽便会凝华成细小 的冰晶。这些水滴和冰晶聚集在一起,飘浮于空中便成了云。 大气中有各种不同形式的空气运动,形成了不同形态的云。因对流运动而形成的云有淡 积云、浓积云和积雨云等。人们把它们统称为积状云。它们都是一块块孤立向上发展的云块, 因为在对流运动中有上升运动和下沉运动,往往在上升气流区形成了云块,而在下沉气流区 就成了云的间隙,有时可见蓝天。 积状云因对流强弱不同出一辙形成各种不同云状,它们的云体大小悬殊很大。如果云内 对流运动很弱,上升气流达不到凝结高度,就不会形成云,只有干对流。如果对流较强,可 以发展形成浓积云,浓积云的顶部像椰菜,由许多轮廓清晰的凸起云泡构成,云厚可以达 4-5 公里。如果对流运动很猛烈,就可以形成积雨云,云底黑沉沉,云顶发展很高,可达 10 公里左右,云顶边缘变得模糊起来,云顶还常扩展开来,形成砧状。一般积雨云可能产生雷 阵雨,而只有发展特别强盛的积雨云,云体十分高大,云中有强烈的上升气体,云内有充沛 的水分,才会产生冰雹,这种云通常也称为冰雹云。 冰雹云是由水滴、冰晶和雪花组成的。一般为三层:最下面一层温度在 0℃以上,由水 滴组成;中间温度为 0℃至-20℃,由过冷却水滴、冰晶和雪花组成;最上面一层温度在-20 ℃以下,基本上由冰晶和雪花组成。 在冰雹云中气流是很强盛的,通常在云的前进方向,有一股十分强大的上升气流从云底 进入又从云的上部流出。还有一股下沉气流从云后方中层流入,从云底流出。这里也就是通 常出现冰雹的降水区。这两股有组织上升与下沉气流与环境气流连通,所以一般强雹云中气 流结构比较持续。强烈的上升气流不仅给雹云输送了充分的水汽,并且支撑冰雹粒子停留在 云中,使它长到相当大才降落下来。 在冰雹云中冰雹又是怎样长成的呢?在冰雹云中强烈的上升气流携带着许多大大小小的 水滴和冰晶运动着,其中有一些水滴和冰晶并合冻结成较大的冰粒,这些粒子和过冷水滴被 上升气流输送到含水量累积区,就可以成为冰雹核心,这些冰雹初始生长的核心在含水量累 积区有着良好生长条件。雹核 A 在上升气流携带下进入生长区后,在水量多、温度不太低 的区域与过冷水滴碰并,长成一层透明的冰层,再向上进入水量较少的低温区,这里主要由 冰晶、雪花和少量过冷水滴组成,雹核与它们粘并冻结就形成一个不透明的冰层。这时冰雹 已长大,而那里的上升气流较弱,当它支托不住增长大了的冰雹时,冰雹便在上升气流里下 落,在下落中不断地并合冰晶、雪花和水滴而继续生长,当它落到较高温度区时,碰并上去 的过冷水滴便形成一个透明的冰层。这时如果落到另一股更强的上升气流区,那么冰雹又将 再次上升,重复上述的生长过程。这样冰雹就一层透明一层不透明地增长;由于各次生长的 时间、含水量和其它条件的差异,所以各层厚薄及其它特点也各有不同。最后,当上升气流 支撑不住冰雹时,它就从云中落下来,成为我们所看到的冰雹了。


49雾凇和雨凇是怎样形成的 在自然界里,地面物体上形成的冰晶和水滴并不都是霜和露。有一些貌似霜、露的现象, 却是由其他气象条件造成的。 例如,某地区原来温度较低,各种地面物体的温度也就较低。遇到天气急遽变暖(例如 温度急升 10°C),有些大而重的物体却不能一下子变得和周围的空气一样暖,这样,在空 气和这些物体之间便形成一个比较大的温差。如果这时温度在 0°C 以下,便会在物体上形 成冰晶,它叫做"硬凇"。如果温度在 0°C 以上,便会在物体表面凝结成水滴,叫做"水凇"。 冬天玻璃窗上的"窗霜"和"呵水"的形成就与此相似。 硬凇和水凇与霜、露都是由于空气和地面物体之间存在着温度差而形成的。但是,形成 硬凇和水凇的温度差是由天气变暖而引起的,形成霜、露的温度差却是由于地面物体辐射冷 却所引起的。所以,它们所反映的天气条件不同,附着的物体也不尽一样,它们是不同的天 气现象。 初冬或冬末,有时会出现一种奇怪现象:从空中掉下来的液态雨滴落在树枝、电线或其 它物体上时,会突然冻成一层外表光滑晶莹剔透的冰层,这就是"雨淞"。这种滴雨成冰的现 象是怎么回事呢?实际上这里的雨滴不是一般的雨滴,而是过冷雨滴。这种情形并不常见, 多在冷暖空气交锋,而且暖空气势力较强的情况下才会发生。这是靠近地面一层的空气温度 较低(稍低于摄氏零度),而其上又有温度高于摄氏零度的空气层或云层,再往上则是温度 低于摄氏零度的云层,从这里掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴,接着当它进入靠近地面 的冷气层时,雨滴便迅速冷却,由于这些雨滴的直径很小,温度虽然降到摄氏冷度以下,但 还来不及冻结便掉了下来,当其接触到地面冷的物体时,就立即冻结,变成了我们所说的" 雨淞"。 另外,在有过冷却雾的时候,特别有利于冰晶在地面物体上增长。这时在电线上、树枝 上形成了白色的冰花,叫做"雾凇"。在有雾而温度又高于 0°C 的时候,雾滴沾附、汇聚在 树叶或其他物体上,叫做"雾凝",这在森林中最常见。 它们也都不是霜和露,因为形成的原因不同。

50什么是雪崩 雪崩是一种自然现象,它是指大量积雪从高处突然崩塌下落。雪崩在有人居住或滑雪场 等地是一种严重的灾害,常会造成房倒屋塌和人员伤亡。 雪崩都发生在山地,常见的雪崩发生在雪已经聚积了很多的时候,也有的是在特大暴雪 中产生。雪崩的原因之一是在雪堆下面缓慢地形成了深部“白霜”,这是一种冰的六角形杯 状晶体,与我们通常所见的冰碴相似。这种白霜的形成是因为雪粒的蒸发所造成,它们比上 部的积雪要松散得多,在地面或下部积雪与上层积雪之间形成一个软弱带,当上部积雪开始 顺山坡向下滑动,这个软弱带起着润滑的作用。 雪崩发生的诱因很多,通常积雪堆积过厚,超过了山坡面的摩擦阻力时,基底为春雨所 松动,温暖干燥的风,声音的震响等都能使积雪开始动运,崩塌就开始了。


雪崩一旦发生,其势不可阻挡。成千上万吨的积雪夹杂着岩石碎块,以极高的速度从高 处呼啸而下,所过之处将一切扫荡净尽。有些雪崩中还夹带大量空气,这样的雪崩流动性更 大,有时甚至可以冲过峡谷,到达对面的山坡上。 雪崩对登山运动员、滑雪爱好者、旅行游客及当地居民是一种极大的危险,因为它的发 生都是非常突然而且避险时间极短。人们总结了很多经验教训后,对雪崩已经有了一些防范 的手段。比如对一些危险区域发射炮弹,提前引发积雪还不算多的雪崩,设专人监视并预报 雪崩等。但作为一种自然现象,雪崩不时还会对人们造成伤害,因此,人们如果到会有雪崩 发生的地方去旅游时,一定要遵守当地组织者的要求,不能独自乱跑。

51二十四节气是什么 立春、立夏、立秋、立冬——分别表示四季的开始。“立”是开始的意思。公历上一般 在每年的 2 月 4 日、5 月 5 日、8 月 7 日和 11 月 7 日前后。 夏至、冬至——表示夏天、冬天到了。“至”是到的意思。夏至日、冬至日一般在每年 公历的 6 月 21 日和 12 月 22 日。 春分、秋分——表示昼夜长短相等。“分”是平分的意思。这两个节气一般在每年公历 的 3 月 20 日和 9 月 23 日左右。 雨水——表示降水开始,雨量逐步增多。公历每年的 2 月 18 日前后为雨水。 惊蛰——春雷乍动,惊醒了蛰伏在土壤中冬眠的动物。这时气温回升较快,渐有春雷萌 动。每年公历的 3 月 5 日左右为惊蛰。 清明——含有天气晴朗、空气清新明洁、逐渐转暖、草木繁茂之意。公历每年大约 4 月 5 日为清明。 谷雨——雨水增多,大大有利谷类作物的生长。公历每年 4 月 20 日前后为谷雨。 小满——其含义是夏熟作物的籽粒开始灌浆饱满,但还未成熟,只是小满,还未大满。 大约每年公历 5 月 21 日这天为小满。 芒种——麦类等有芒作物成熟,夏种开始。每年的 6 月 5 日左右为芒种。 小暑、大暑、处暑——暑是炎热的意思。小暑还未达最热,大暑才是最热时节,处暑是 暑天即将结束的日子。它们分别处在每年公历的 7 月 7 日、7 月 23 日和 8 月 23 日左右。 白露——气温开始下降,天气转凉,早晨草木上有了露水。每年公历的 9 月 7 日前后是 白露。 寒露——气温更低,空气已结露水,渐有寒意。这一天一般在每年的 10 月 8 日。 霜降——天气渐冷,开始有霜。霜降一般是在每年公历的 10 月 23 日。 小雪、大雪——开始降雪,小和大表示降雪的程度。小雪在每年公历 11 月 22 日,大雪 则在 12 月 7 日左右。 小寒、大寒——天气进一步变冷,小寒还未达最冷,大寒为一年中最冷的时候。公历 1 月 5 日和该月的 20 日左右为小、大寒。

52大气可分为哪几层 人类经过不懈地探索和追求,对大气层的认识越来越清晰了,科学家发现,在不同的高


度上,大气的情况是在变化的,于是就人为地把大气分成五个不同的层次,以便于更好地研 究大气。 对流层 这一个层次从地面向上,直到 10 千米左右的范围,是大气层的最底层。在这个 范围内,大气的温度随着高度的增加而不断下降。在 11 千米附近,温度下降到-55℃。在这 层里,大气活动异常激烈,或者上升,或者下降,甚至还会翻滚。正是由于这些不断变化着 的大气运动,形成了多种多样复杂的天气变化,风、云、雨、雪、雾、露、雷、雹也多发生 在这个层次里,所以也有人称这层为气象层。这层的顶叫对流层顶。 平流层 从对流层顶向上到 55 千米附近。在这个范围里,温度不再像对流层里那样不断 下降了,它开始几乎不发生变化,然后随高度增加又增加,到平流层顶温度可达-3~17℃。 这里空气成分几乎不变,水汽与尘埃几乎不存在,所以这里经常是晴空万里,能见度高。平 流层中臭氧比较集中,在 25 千米高处臭氧最多,形成了所谓臭氧层,臭氧能强烈地吸收紫 外线,它对地球上的生物非常重要。 中层 从平流层顶向上,也就是从 55 千米到 80 千米这个范围被命名为中层大气,简称中 层。在这里,温度随高度而下降,大约在 80 千米左右达到最低点,约为-90℃。 热层 从中层大气向上,也就是从 80 千米到 500 千米左右的范围,这里温度随高度迅速 上升,可达到 1000~2000℃。所以称为热层。在这里空气高度稀薄,而且多处在高度电离状 态。 逃逸层 500 千米以上是外大气层,这一层顶也就是地球大气层的顶。在这里地球的引 力很小,再加上空气又特别稀薄,气体分子互相碰撞的机会很小,因此空气分子就像一颗颗 微小的导弹一样高速地飞来飞去,一旦向上飞去,就会进入碰撞机会极小的区域,最后它将 告别地球进入星际空间,所以 外大气层被称为逃逸层。但总的说来,逃逸掉的大气是很 少的一部分,几乎可以忽略不计。这一层温度极高,但近于等温。这里的空气也处于高度电 离状态。 电离层 除了以上的分层外,科学家根据大气电离状态,又将 60 千米以上的大气层称 为电离层,电离层在远距离无线电通信方面起着很重要的作用,无线电波借助于在地面和电 离层之间的多次反射而传播,实现了远距离的无线电通信。人们形容电离层为“一面反射电 波的镜子”. 不过,电离层反射的只是普通的无线电广播采用的波段,对于波长较短的无线电波则起 不到反射作用。电视机采用的恰恰是彼长较短的无线电波,这就是电视机为什么收看不到远 处电视台节目的原因。为了能收看到大洋彼岸的电视节目,科学家利用在赤道上空 36000 千米高度的静止地球卫星来传播电视信号,使生动的电视画面越过大洋或大陆,送到千家万 户的电视机中。 磁层 在大气科学中有时还将 500 千米以上的大气层称为磁层。因为在这里,地球磁场 对大气的运动起着决定性的作用。磁层在太阳风的作用下发生一系列变化:向着太阳的一面 被压缩了,而在背着太阳的一面形成了一个类似于慧星一样的长尾巴——磁尾。向着太阳的 一端距地心约十几个地球半径,即 70000 一 80000 千米,它的尾长(背着太阳一端〕约 100 个地球半径,即 600 多万千米。 太阳风与磁层之间的边界即为磁层顶,顶以外即为星际空间。因此也有人认为磁层顶才 是大气圈的顶。 磁层尽管离地球表面很高,但对人类确实能起到保护作用。如果没有磁层,威力巨大的 太阳风会把臭氧层吹掉,甚至还会把整个大气层统统吹走。这是多么可怕的景象啊!


53原子弹爆炸为什么会产生蘑菇云 当一个核装置被引爆时,周围较大范围内都将产生大量的 X 射线、中子 、α粒子等 高能粒子,它们不仅具有摧毁四周一切建筑、杀死大范围内一切有生命的物体的本领,更直 接的作用是极迅速地加热周围空气。这些高温空气和着大量尘埃在爆炸力和浮力作用下高速 升空。最先它们升空时是形成一道云柱,当云柱升高膨胀后,其顶部空气和尘埃碰到上面的 冷空气将开始降温。当这些上升的空气和尘埃降温到同周围空气几乎等温时,它们将减速上 升,然后改变运动方向,变成向周围平移,最后逐渐变为下降。由于“云柱”的变化在其顶 部的各个方向一般都比较均匀,“蘑菇云”因此得以形成。

54纳米材料有什么应用 要回答这个问题,先要说说什么是纳米材料?它有哪些独特的性能?纳米材料的学术定 义是:在三维尺寸中至少有一维处于纳米量级的材料。用通俗的话讲:纳米材料是用尺寸只 有几个纳米的极微小的颗粒组成的材料。一个纳米是多大呢?只有一米的 10 亿分之一,用 肉眼根本看不到。由于它尺寸特别小,它就产生了两种效应,即小尺寸引起的表面效应和量 子效应,即它的表面积比较大,处于表面上的原子数目的百分比显著增加,当材料颗粒直径 只有 1 纳米时,原子将全部暴露在表面,因此原子极易迁移,使其物理性能发生极大变化。 一是它对光的反射能力变得非常低,低到<1%;二是机械、力学性能成几倍增加;三是其熔 点会大大降低(如金的熔点本是 1064℃,但 2 纳米的金属粉末熔点只有 33℃);四是有特殊 的磁性(如 20 纳米的铁粉,其矫顽力可增加 1000 倍)。 根据上述原理和特性,纳米材料大致有如下用途: 1. 纳米结构材料: 包括纯金属、合金、复合材料和结构陶瓷,具有十分优异的机械、力学及热力性能。可 使构件重量大大减轻。 2. 纳米催化、敏感、储氢材料: 用于制造高效的异质催化剂、气体敏感器及气体捕获剂,用于汽车尾气净化、石油化工、 新型洁净能源等领域。 3. 纳米光学材料: 用于制作多种具有独特性能的光电子器件。如量子阱 GaN 型蓝光二极管、量子点激光 器、单电子晶体管等。 4. 纳米结构的巨磁电阻材料: 磁场导致物体电阻率改变的现象称为磁电阻效应,对于一般金属其效应常可忽略。但是 某些纳米薄膜具有巨磁电阻效应。在巨磁电阻效应发现后的第 6 年,1994 年 IBM 公司研制 成巨磁电阻效应的读出磁头,将磁盘记录密度一下子提高了 17 倍。这种材料还可以制作测 量位移、角度的传感器,广泛应用于数控机床、汽车测速、非接触开关、旋转编码器中。 5. 纳米微晶软磁材料 用于制作功率变压器、脉冲变压器、扼流圈、互感器等。 6. 纳米微晶稀土永磁材料 将晶粒做成纳米级,可使钕铁硼等稀土永磁材料的磁能积进一步提高,并有希望制成兼 备高饱和磁化强度、高矫顽力的新型永磁材料(通过软磁相与永磁相在纳米尺度的复合)。


55什么是数字电视 简而言之数字电视就是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信 号或对数字电视信号进行处理和调制的全新电视系统。该系统所有的信号传播都是通过由 0、1 数字串所构成的数字流来传播的,数字信号的传播速率是每秒 19.39 兆字节,如此大的 数据流的传递保证了数字电视的高清晰度,克服了模拟电视的先天不足。同时还由于数字电 视可以允许几种制式信号的同时存在,每个数字频道下又可分为几个子频道,从而既可以用 一个大数据流——每秒 19.39 兆字节,也可将其分为几个分流,例如 4 个,每个的速度就是 每秒 4.85 兆字节,这样虽然图像的清晰度要大打折扣,却可大大增加信息的种类,满足不 同的需求。例如在转播一场体育比赛时,观众需要高清晰度的图像,电视台就应采用每秒 19.39 兆字节的传播;而在进行新闻广播时,观众注意的是新闻内容而不是播音员的形象, 所以没必要采用那么高的清晰度,这时只需每秒 3 兆字节的速度就可以了,剩下 16.39 兆字 节可用来传输别的内容。 目前对数字电视的具体解释主要有两种: (1)80 年代 ITT 公司研制了一套数字处理芯片,在接收模拟电视信号的情况下,再经 模拟高中频处理,最后经模/数转换成数字信号进行数字处理,以改进图像清晰度。90 年 代又出现多种具有画中画、倍行和其他质量的、改进的“数字电视机”,不过这些电视机接 收的仍是模拟电视信号,仍处于模拟传输的模拟系统中,所以只能称为“数字模拟电视机”, 并不是真正意义上的数字电视。 (2)美国的“数字电视机” (简称 DTV)专指地面数字电视广播系统。在这种系统中, 除了目前节目制作中还有一部分是模拟的以外,从演播室到发射、传输、接收的所有环节都 是使用数字电视信号或对数字电视信号进行处理和调制。而也只有这种接收地面数字电视广 播信号的电视机才是名副其实的数字电视机。

56什么是绿色冰箱 所谓绿色电冰箱,就是不再将氟利昻作制冷剂的电冰箱。这样,就避免了氟利昂对地 球大气臭氧层造成破坏。为此,在绿色电冰箱中,要选用不会破坏臭氧层的化学气体来代替 氟利昂。最好的办法是另辟蹊径,干脆将制冷剂和压缩机、冷凝器、蒸发器等统统不要,应 用半导体制冷器来制造电冰箱。 应用半导体制冷器的绿色电冰箱,不但彻底根治了氟利昂破坏臭氧层的源头,而且它还 具有制冷快、体积小、没有机械和管道、无噪声、可靠性高等优点,能方便地实现制冷和制 热,有着十分广阔的发展前景。

57什么是和平号空间站 和平号空间站是 1986 年 2 月 20 日由前苏联发射入轨的第三代空间站,曾为俄罗斯及其他 国家获取外太空的各种信息及各种太空实验的实施立下了汗马功劳。


和平号空间站是一阶梯形圆柱体,全长 13.13 米,最大直径 4.2 米,重 21 吨。它由工作 舱,过渡舱,非密封舱三个部分组成,共有 6 个对接口。和平号作为一个基本舱,可与载人 飞船,货运飞船,4 个工艺专用舱组成一个大型轨道联合体,从而扩大了它的科学实验范围。 四个专业舱都有生命保障系统和动力装置,可独立完成在太空机动飞行。其中一个是工艺生 产实验舱,一个是天体物理实验舱,一个是生物学科研究舱,一个是医药试制舱。这几个实 验舱可根据任务需要更换设备,成为另一种新的实验舱。自和平号空间上天以来,至 1993 年底,已经接待了一艘联盟 T 号和 17 艘联盟 TM 号载入飞船,并先后与进步号,进步 M 号 货运飞船和量子号,晶体号专用工艺舱对接组成轨道联合体。 由于已经在太空敖游了 15 年的和平号实际已经超期服役整整 10 年。

58什么是贫铀弹 “贫铀弹”是指以贫铀为主要原料制成的炸弹、炮弹或子弹,其穿透性极强。北约在 前年对南联盟78天轰炸期间,共使用了3.1万枚贫铀弹。这些填有贫铀材料的炸弹共有 4种。一种专门针对建筑物,长度达6米,每一枚含铀材料100公斤;一种是反坦克贫铀 弹,每一枚含铀3.2公斤;一种专用于摧毁机场跑道的含铀集束炸弹,每一枚总重量60 0公斤;还有一种是半公斤重、长短像尺子一样的贫铀弹。 贫铀弹采用分离浓缩铀后产生的大量下脚料制成,主要成分是低放射性的铀238。铀 是高密度物质,其燃烧生成物具有放射性及毒性。贫铀弹弹头爆炸时产生高温,燃烧生成的 铀氧化物烟雾可传至40公里以外。 这种爆炸产生的粉状物,或落到地面,渗入土地里, 或通过空气和河流向周边地区扩散,这些粉状物一旦被人们呼吸进体内或通过细小的伤口进 入人体,会对身体产生严重伤害,容易引发包括白血病在内的许多癌症和一些肝脏、神经系 统疾病,甚至还能引起孕妇流产和新生儿畸形。裸手接触贫铀物质后,在80小时内即出现 皮肤病变。 此外,贫铀弹爆炸后产生的放射性微粒也将对水源和土壤造成污染,并最终危 害饮用水链和食物链。由于放射性物质的半衰期长达数十甚至上百年,这种污染的持续时间 将会非常漫长。

59什么是磁悬浮列车 磁悬浮列车是一种利用磁极间吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说,排斥力使 列车悬起来、吸引力让列车开动。 列车上装有电磁体,铁路底部则安装着线圈。通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车 上的电磁体极性总保持相同,两者“同性相斥”,排斥力使列车悬浮起来铁轨两侧也装有线 圈,交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用,使列车前进。列车头的电磁 体(N极)被轨道上靠前一点的电磁体(S极)所吸引,同时被轨道上稍后一点的电磁体(N 极)所排斥———一“推”一“拉”. 磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10厘米),因此无摩擦、运行 安全、平稳舒适、无噪声,可以实现全自动化运行。


磁悬浮列车车辆使用寿命可达35年,而普通轮轨列车只有20至25年。磁悬浮列车 的路轨寿命是80年,普通路轨为60年。 它能快到什么程度? 磁悬浮列车启动后39秒即达到最大速度,目前的最高时速是552公里。据德国科学 家预测,到2014年,磁悬浮列车采用新技术后,时速将达1000公里。而一般轮轨列 车的最高时速为300公里。上海现已建成的磁悬浮列车线,据说最高时速为 500 公里。 会有电磁辐射和嘈声污染吗? 磁悬浮列车采用电力驱动,无任何有害气体排放。

60什么是燃料电池 据专家介绍,燃料电池是举世公认的高效、便捷及有益于环境的绿色能源装置。它利用 物质发生化学反应时释放的能量直接将其变换为电能,工作时需要连续不断地向其供给活物 质——燃料与氧化剂。因为是将燃料通过化学反应释放出能量变为电能输出,所以被称为“燃 料电池”。燃料电池是利用水的电解的逆反应的“发电机”,由正极、负极和夹在中间的电解 质构成,其中负极供给燃料、正极提供氧化剂。中间是电解质,如果电解质是固体,就被称 为固体氧化物燃料电池,即 S OFC。 普通的锰干电池的化学反应物是事先存放在电池内部的,电池向外供电时,反应物质被 消耗却得不到补充,反应物质一旦消耗空,电池就不能再继续供电;对于蓄电池而言,则必 须充入反向电流使其反应物质得到恢复,才能继续工作。燃料电池则不同,因为氧化剂是从 外部输入的,只要它们得到了不断的供给,燃料电池就可以源源不断地向外供电。 高温固体氧化物燃料电池直接把化学能转化为电能,不经过中间环节,减少能量的损失, 发电效率达 45%以上,总发电率可达到 85%以上。燃料使用面广,余热利用率高。这种电 池由于电解质电导率不高,必须在高温下操作,连接密封材料必须使用铂等稀贵金属,电池 成本随之大大增加。 目前我国已经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池,是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料 电池。电池部件薄膜化以后,降低了电池的内阻,提高了有用功率的输出,从而不需要高温 的条件实现了中温化,操作温度降到 700~500℃。这种新型燃料电池继承了高温 S OFC 的 优点,同时降低了成本。

61什么是发射窗口和发射场 用运载火箭发射航天器,不是任何时候都可以进行,有年份、月份、日期和时刻的选择。 比如,哈雷彗星以 76 年为周期回归,哈雷彗星探测器应选在其面向太阳的几个连续年份中


发射;火星与地球的会合周期为 780 天,火星探测器应在火星与地球会合前后连续的几个月 份中发射;有些航天器必须在某个月内连续的几天中发射;由于工作条件和轨道要求,以及 气象的限制,有些航天器必须在某日内某个时刻到另一个时刻内发射。这种允许航天器发射 的时间范围,叫作发射窗口。 航天发射场是发射航天器的特定区域,其主要功能是完成运载火箭和航天器的装配、测 试和发射;对飞行中的运载火箭及航天器进行跟踪测量,获取数据,进行处理和分析;对运 载火箭及航天器进行监视和安全控制,完成检测和发射的后勤保障等。 发射场场址的选择,有着十分复杂的综合性的矛盾要求。如它应靠近工业区,有方便的 交通条件,但又应远离人口稠密的地区;它要求雷雨少、湿度小、风速低、温差变化不大的 地方,但又要有丰富的水源,且应尽量靠近赤道的低纬度地区;它要求地质坚实,有较好的 安全条件,但又要求地势平坦开阔,有良好的布局和发射条件等。 发射场通常由测试区(技术阵地)、发射区(发射阵地)、发射指挥控制中心、地面测控 系统及辅助设施组成。测试区是进行技术准备的专用区,主要任务是对运载火箭和航天器进 行装配、测试,对其内部各系统的单个仪器设备进行检测、试验。主要设施有火箭装备测试 厂房、航天器装配测试厂房、固体火箭装配厂房。供电站、发电站、火工品库、地面设备库 和各种实验室。发射区是发射前准备和发射的专门区域;地面测控系统是对运载火箭和航天 器进行跟踪测量,接收遥测和外测信息,发送监控、安全指令和通信信息的一整套地面设施, 配置在发射场和火箭飞行航区。

62什么是四大科学难题 当前世界上有四个最大的科学难题,全球各专业的科学家都在设法揭开大自然的这些秘 密,如能解开这些谜团,那么人类的生活以及对世界的看法将发生根本的变化。 一、人体基因结构 人的基因存储在一个螺旋形的大分子中。现在科学家希望能准确地知道在哪一种基因中 存储哪些信息,因为每种基因由约 3 万个信息构成,要一个一个地检查,现在才查明约 10 万种基因中的 100 种。日前,科学家们已解出一个志愿者的全部基因密码,如能揭开全部基 因的秘密,那么由于基因受损而引起的癌症、糖尿病以及其它迄今已知的 4000 多种遗传疾 病都可以通过修复基因来根治。 二、宇宙中的黑暗物质 根据新的计算,宇宙间存在的物质比现在天文学家看见的要多九倍,宇宙爆炸论才能成 立。然而这些物质在哪里,是什么成分,是否还能发现大量的黑暗物质,完全是个未知数。 三、受控核聚变


用 7 克氢核燃料能够产生 6 吨煤的能量,而且氢核燃料是从水中提取的,用之不尽,对 人类和环境的危害也只是现在能源的 1%。现在理论问题虽然解决了,实际问题还没解决。 氢核聚变的前提是 1 亿度高温,如何建造能承受如此高温的熔炉。 四、生命起源 美国科学家米勒仿造出 40 亿年前地球上的条件,结果在此条件下产生出氨基酸---生命 的组成部分。但是如何演变成生命仍然是个谜,现在计算机科学家编制出人工生物的程序, 在计算机世界中观察“生命”起源,他们认为,这是理解生命结构的第一步,未来的目标要 模拟出生命的形成。

63什么是全球定位系统 全球定位系统(GPS)包括绕地球运行的 24 颗卫星,它们均匀地分布在 6 个轨道上。每颗 卫星距离地面约 1.7 万公里,能连续发射一定频率的无线电信号。只要持有便携式信号接收 仪,则无论身处陆地、海上还是空中,都能收到卫星发出的特定信号。接收仪中的电脑只要 选取 4 颗或 4 颗以上卫星发出的信号进行分析,就能确定接收仪持有者的位置。

64什么是类星体 类星体是20世纪60年代天文学的“四大发现”之一。这种天体在一般光学观测中只 是一个光点,类似恒星。然而在分光观测中,它的谱线具有很大的红移,又不像恒星,因此 称它为类星体。到1993年底,已确认7383个类星体。类星体的红移量之大,便天文 学家大吃一惊,因为从红移量可以得到类星体远离我们而去的速度和它们与我们的距离。计 算结果表明,类星体是离我们最远的天体,大都在100亿光年以上。也就是说,我们现在 观测到的类星体的光是在100亿光年以前发出的。 类星体的直径只有普通星系的十万分 之一到百万分之一,还不到1光年,体积类似太阳,而它们自身的能量比一般星系能量大上 千倍,是20万个太阳的能量总和。体积不大又怎么能提供如此之强大的能量呢?由于现在 还只是观测到类星体的一些蛛丝马迹,所以类星体的本质还是一个谜。

65黑洞是什么 黑洞中隐匿着巨大的引力场,这种引力大到任何东西,甚至连光,都难逃黑洞的手掌心。 黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。 我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。据猜测, 黑洞是死亡恒星或爆炸气团的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。 因为黑洞是不可见的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它们到 底在哪里?


黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收 缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密 实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子 本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。任何 靠近它的物体都会被它吸进去,黑洞就变得像真空吸尘器一样 为了理解黑洞的动力学和理解它们是怎样使内部的所有事物逃不出边界,我们需要讨论 广义相对论。广义相对论是爱因斯坦创建的引力学说,适用于行星、恒星,也适用于黑洞。 爱因斯坦在 1916 年提出来的这一学说,说明空间和时间是怎样因大质量物体的存在而发生 畸变。简言之,广义相对论说物质弯曲了空间,而空间的弯曲又反过来影响穿越空间的物体 的运动。 让我们看一看爱因斯坦的模型是怎样工作的。首先,考虑时间(空间的三维是长、宽、 高)是现实世界中的第四维(虽然难于在平常的三个方向之外再画出一个方向,但我们可以 尽力去想象) 。其次,考虑时空是一张巨大的绷紧了的体操表演用的弹簧床的床面。 爱因斯坦的学说认为质量使时空弯曲。我们不妨在弹簧床的床面上放一块大石头来说明 这一情景:石头的重量使得绷紧了的床面稍微下沉了一些,虽然弹簧床面基本上仍旧是平整 的,但其中央仍稍有下凹。如果在弹簧床中央放置更多的石块,则将产生更大的效果,使床 面下沉得更多。事实上,石头越多,弹簧床面弯曲得越厉害。 同样的道理,宇宙中的大质量物体会使宇宙结构发生畸变。正如 10 块石头比 1 块石头 使弹簧床面弯曲得更厉害一样,质量比太阳大得多的天体比等于或小于一个太阳质量的天体 使空间弯曲得厉害得多。 如果一个网球在一张绷紧了的平坦的弹簧床上滚动,它将沿直线前进。反之,如果它经 过一个下凹的地方 ,则它的路径呈弧形。同理,天体穿行时空的平坦区域时继续沿直线前 进,而那些穿越弯曲区域的天体将沿弯曲的轨迹前进。 现在再来看看黑洞对于其周围的时空区域的影响。设想在弹簧床面上放置一块质量非常 大的石头代表密度极大的黑洞。自然,石头将大大地影响床面,不仅会使其表面弯曲下陷, 还可能使床面发生断裂。类似的情形同样可以宇宙出现,若宇宙中存在黑洞,则该处的宇宙 结构将被撕裂。这种时空结构的破裂叫做时空的奇异性或奇点。 现在我们来看看为什么任何东西都不能从黑洞逃逸出去。正如一个滚过弹簧床面的网 球,会掉进大石头形成的深洞一样,一个经过黑洞的物体也会被其引力陷阱所捕获。而且, 若要挽救运气不佳的物体需要无穷大的能量。 我们已经说过,没有任何能进入黑洞而再逃离它的东西。但科学家认为黑洞会缓慢地释 放其能量。著名的英国物理学家霍金在 1974 年证明黑洞有一个不为零的温度,有一个比其 周围环境要高一些的温度。依照物理学原理,一切比其周围温度高的物体都要释放出热量, 同样黑洞也不例外。一个黑洞会持续几百万万亿年散发能量,黑洞释放能量称为:霍金辐射。 黑洞散尽所有能量就会消失。


处于时间与空间之间的黑洞,使时间放慢脚步,使空间变得有弹性,同时吞进所有经过它的 一切。1969 年,美国物理学家约翰 阿提 惠勒将这种贪得无厌的空间命名为“黑洞” 。 我们都知道因为黑洞不能反射光,所以看不见。在我们的脑海中黑洞可能是遥远而又漆 黑的。但英国著名物理学家霍金认为黑洞并不如大多数人想象中那样黑。通过科学家的观测, 黑洞周围存在辐射,而且很可能来自于黑洞,也就是说,黑洞可能并没有想象中那样黑。 霍金指出黑洞的放射性物质来源是一种实粒子,这些粒子在太空中成对产生,不遵从通 常的物理定律。而且这些粒子发生碰撞后,有的就会消失在茫茫太空中。一般说来,可能直 到这些粒子消失时,我们都未曾有机会看到它们。 霍金还指出,黑洞产生的同时,实粒子就会相应成对出现。其中一个实粒子会被吸进黑 洞中,另一个则会逃逸,一束逃逸的实粒子看起来就像光子一样。对观察者而言,看到逃逸 的实粒子就感觉是看到来自黑洞中的射线一样。 所以,引用霍金的话就是“黑洞并没有想象中的那样黑”,它实际上还发散出大量的光 子。 根据爱因斯坦的能量与质量守恒定律。当物体失去能量时,同时也会失去质量。黑洞同 样遵从能量与质量守恒定律,当黑洞失去能量时,黑洞也就不存在了。霍金预言,黑洞消失 的一瞬间会产生剧烈的爆炸,释放出的能量相当于数百万颗氢弹的能量。 但你不要满怀期望地抬起头,以为会看到一场烟花表演。事实上,黑洞爆炸后,释放的 能量非常大,很有可能对身体是有害的。而且,能量释放的时间也非常长,有的会超过 100 亿至 200 亿年,比我们宇宙的历史还长,而彻底散尽能量则需要数万亿年的时间

66什么是染色体 因各种生物细胞的染色体具有一定的类型和组数。一个染色体组包含一个完整个体发 育的全部基,例如人的体细胞中含有两组染色体组,每一组染色体有 23 个染色体,一共有 23 对,46 个染色体。水稻为 12 对,24 个染色体。 人类大约在 100 年前从植物的花粉细胞中发现了一些丝状和粒状的东西,但当时并没意 识到这就是染色体。直到 1879 年德国生物学家弗莱明(F1eming·w 1843 一 1905)把细胞 核中的丝状和粒状的东西,用染料染红并观察它,发现这些东西平时散漫地分布在细胞核中, 当细胞分裂时,散漫的染色物体便浓缩,形成一定数目和一定形状的条状物,到分裂完成时, 条状物又疏松为散漫状,后来科学家就把这种染色的条状物称为染色体。

67羊多利是怎样被制造出来的 1997 年 2 月英国科学杂志《自然》报道用无性繁殖技术产生一只取名为“多利”的“克 隆羊”以来,此事引起了世界各国上至总统,下至公众的广泛讨论,我国的新闻媒介也都有 介绍和评论。本文将介绍产生“多利”的运作原理。


哺乳类和我们人类的卵细胞最先是由卵巢中的卵原细胞发生而来的。卵原细胞与我们身 体的其他细胞(称为体细胞,以别于生殖细胞)一样具有双倍的遗传物质,即为二倍体细胞。 它经过数次分裂,最终成为只含体细胞的一半的染色体(故称单倍体)的成熟卵细胞。当然, 这种卵细胞是不可能发育成为一个新个体的,它必须与含有同样只有单倍染色体的精子结合 (即受精),重新成为双倍体的受精卵(即合子)才能继续发育下去,形成一个新生命。从 上述我们也就不难理解,这个新生命已分别接受母方(卵细胞)与父方(精子)各一半的遗 传特性了。因此哺乳类的这种繁殖方式称为有性繁殖。 “克隆羊”或是其他克隆哺乳动物的“制造”,首先要取得上述的成熟卵细胞。科学家 们为了一次实验获得更多的卵,利用一种称之为“超数排卵”技术,即给成年母羊注射孕马 血清促性腺激素及人绒毛膜促性腺激素。这样在它们的卵巢中一次便会有更多的卵成熟与排 放。当排卵时,科学家们即可借手术或腹腔镜取出这种成熟的卵细胞备用。 卵细胞很小,主要由细胞核及细胞质两大部分组成,一般只在 80 至 100 微米之间。因 此,科学家必须依靠一种称为显微注射仪的帮助,在放大几十倍的条件下,用特制的极细玻 璃管刺入卵内,将卵细胞核吸出。这样该卵便成为一个无核的细胞了,决不是如有的文章所 说的它只是一个“空壳” ,也就是说该卵已无核遗传物质了。 下一步要进行的是“核移植”,这是最关键的一步。以往用于核移植的细胞核多为胚胎 分裂球的细胞核,分裂球是指受精卵经过数次分裂而形成的极早期的胚胎细胞。按照发育生 物学的观点与实践,认为这种细胞本身是“全能性”的,意思是只要有一个这样的细胞,它 便可以发育成一个完整的胚胎。譬如说一个早期胚胎由八个细胞组成,此时若将细胞一个个 地分开,它们便可发育成为八个胚胎。这表明分裂球的每个细胞核本来就具有分裂与增殖的 能力。为此科学家们对用早期胚胎细胞核进行移植而产生新个体不以为奇。另外,在这里我 们还顺便提一句,用上述细胞的分离或是称胚胎切割所得到的个体不能称为 “克隆个体”。 “多利”的新奇之处在于:第一,不用并挑出胚胎细胞的细胞核,而“装入”体细胞(乳 腺细胞)的细胞核,进行核移植,它也照样可以分裂并发育成个体。按照发育生物学的观点, 成年体细胞是一种“定向”了的,一定程度上分化了的细胞,即这种细胞的性质已经定型, 是哪种类型的细胞和组织就是哪种类型的细胞和组织,正如乳腺细胞只能发育成乳腺组织一 样,不可能“再回头”,重新获得“全能性”。然而,“多利”的成功依然说明,即使“方向 已明”的体细胞在一定的条件下,仍然具有“全能性”。第二,由于移入卵内的是体细胞, 不仅含有双倍的染色体,而且由此产生的后代细胞的染色体均是该体细胞的遗传拷贝,因而 由此发育而成的个体的遗传物质与核供体的亲本是一致的。另外,由于“多利”的产生未经 过精子与卵细胞结合的受精过程,属于无性繁殖,故此称为“克隆羊”,意思是“无性繁殖 的羊”。 核移植完成后,接着要将这种“核质融合”的卵置于体外培养,在它发育成早期胚胎(一 般待它分裂至4~8个细胞),然后将它移植至子宫已可接受胚胎植入的另一只母羊体内, 直至羊羔出生。在这过程中,科学家要找一头合适的母羊,进行人工激素处理,使子宫内膜 增厚,以便上述胚胎的“着床”与发育。 从上描述不难看出,克隆羊的过程步骤很多,每步不慎都可能导致失败。“多利”的产 生固然是医学生物学的一项重大突破,但仍有许多问题有待科学家们去探索。例如,卵细胞 质在这种合子杂交中起什么作用?它是如何调控或刺激细胞分裂的,即用科学家们的语言 说,它是如何重新程序性的开启细胞核基因表达的?是否身体任何一种类型的体细胞,或是 一个处于任何细胞周期的细胞核均可在卵细胞质中发育分裂?既然细胞质对细胞核有一定 的影响,那么“多利”是否在各方面只与供核亲本一致,还是有些不同?克隆动物固然可保 持供核亲本的优点,是否带来单亲繁殖的更多缺点,如对疾病的抵抗力低,有更多的发生遗 传性疾病的可能性,甚至种属的退化?


当然,“多利”的问世无论如何是对生物学与医学的又一次冲击,人们应该借此契机更 好地把握物种发育与遗传的规律,在限制克隆技术不适当、甚至违背了伦理的同时,让它更 好的为人类造福。

68为什么许多动物在水面在墙面上如走平地 最根本的原因是这些动物的躯体都很小。蜘蛛攀岩走壁靠的是附着力,而水黾在水面 上行走则靠的是表面张力和流体阻力。这些支撑力只与昆虫-水面或蜘蛛-墙的接触面积有 关;它们的反作用力-地心吸力-则只与这些动物的质量有关。所以,一般的情况是,大型动 物更多地受地心吸力和惯性的控制;小型动物则更多地受附着力和流体张力等表面力的控 制。 但是,攀岩走壁和水上行走这两种现象是截然不同的。当苍蝇在竖着的玻璃板上行走时, 它的跗垫和玻璃板之间的附着力足以防止它下滑或掉下来。但是,一旦苍蝇的体积增加 10 倍,其体积-重量比就会增加大约 1000 倍,而它与玻璃板的接触表面积却只增加约 100 倍。 在这种情况下,苍蝇就会掉下来,因为尽管附着力增加了,但是地心吸力增加的幅度更大, 附着力已无法与地心吸力抗衡;况且,此时苍蝇的翅膀已显得太小了,根本飞不起来。 水黾的腿上有一层蜡质的疏水表面,既具有疏水功能,又不会被水沾湿。所以,除非地 心吸力(水黾的重量)超过水面张力的垂直反作用力,否则水黾就不会淹死。此外,由于水 黾的腿部在水面上产生了压力,所以它可以在这种摩擦力近乎为零的环境中悠哉游哉。

69为什么紧张运动后,肌肉会抽搐 首先让我们来看看锻炼时身体会发生怎样的变化。在骨骼肌中,肌细胞从不单独收缩, 而是以共同连接着从脊髓发出的某条运动神经的肌细胞群为单位一起收缩的。运动神经元与 它所支配的肌细胞结合在一起叫做运动单位,在肌肉受到电脉冲信号刺激时,这些运动单位 并不都是同时感到兴奋而产生收缩的。事实上,运动单位是以极不同步的方式通过一串又一 串从脊髓传向运动神经的电脉冲信号而产生兴奋的。因此,当一些运动单位在肌腹内收缩和 缩短时,另一些就会松弛和伸长。运动单位之间动作的大量重叠就使得肌肉在整体上表现为 平滑收缩。 紧张的训练致使一些运动单位因疲劳而失去原有的功能,这些疲劳区域能够合成和释放 某种特殊的化学物质,以便将电脉冲传导到其它神经元或肌细胞中。当这种化学物质因合成 和释放的速度赶不上肌肉运动的速度而大量减少时,就会出现生化意义上的疲劳。随着越来 越多的运动单位因疲劳而暂时失去功能,肌肉的收缩就只能依赖于越来越少的运动单位,进 而导致这些剩余的运动单位所产生的收缩和松弛总体上变得更加同步,最终使肌肉最初的平 滑收缩变为断断续续地抽搐运动。不过,经适当休息之后,疲劳的运动单位恢复正常,肌肉 就又可以产生平滑的收缩运动了。

70剥切葱时为什么会流泪 葱属植物的独特气味源自一种挥发性油,这种油里含有一种被称为氨基酸亚砜的有机分 子。剥切洋葱或者碾碎洋葱的组织会释放出蒜苷酶,它可以将这些有机分子转化成次磺酸。


次磺酸随即又自然地重新组合形成可以引起流泪的化学物质合丙烷硫醛和硫氧化物。洋葱的 组织被破坏 30 秒以后,合丙烷硫醛和硫氧化物的形成达到了高峰,并在大约 5 分钟后完成 其化学变化。 这种氧化物对眼睛的作用我们是再熟悉不过了。眼睛的前表面--角膜--具有几种功能, 其中一种功能就是保护眼睛不受物理和化学刺激的侵害。角膜上分布着很多具有感觉能力的 睫状神经纤维,睫状神经是使脸部和头部的前半部分产生触觉、感知温度和疼痛的庞大的三 叉神经的一个分支。角膜上还分布着数量相对较少的可以刺激泪腺的自主运动神经纤维。丰 富的神经末梢能够发现角膜接触到的合丙烷硫醛和硫氧化物并引起睫状神经的活动--中枢 神经系统将其解释为一种灼烧的感觉--而且此种化合物的浓度越高,灼烧感也越强烈。这种 神经活动通过反射的方式刺激自主神经纤维,自主神经纤维又将信号带回眼睛,命令泪腺分 泌泪液将刺激性物质冲走。

71牙齿是怎样分类的 从牙齿的外观上看,牙齿有牙冠、牙根及牙颈三部分组成。牙冠是牙体外层被牙釉质覆 盖的部分,也是发挥咀嚼功能的主要部分,在正常情况下,牙冠的大部分显露于口腔,称为 临床牙冠。牙根是牙体外层由牙骨质覆盖的部分,也是牙齿的支持部分;牙齿有的是单根牙, 有的是多根牙,每一个牙根的尖端,称为根尖;每个根尖都有通过牙髓血管神经的小孔,称 为根尖孔;正常情况下,牙根整个包埋于牙槽骨中。牙冠与牙根交界处呈一弧形曲线,称为 牙颈,又名颈缘或颈线。 从牙齿的剖面看,牙体由牙釉质、牙骨质、牙本质和牙髓四层组成。牙釉质构成牙冠的 表层,为半透明的白色硬组织,是牙体组织中高度钙化的最坚硬的组织。牙骨质是构成牙根 表层的、色泽较黄的硬组织。牙本质构成牙体的主体,位于牙釉质与牙骨质的内层,不如牙 釉质坚硬,在其内有一空腔称为牙髓腔。牙髓是充满在牙髓腔中的蜂窝组织,内含血管、神 经和淋巴。是牙体组织中唯一的软组织。 根据牙齿的形态特点和功能特性将牙齿分为切牙、尖牙、双尖牙、磨牙四类。切牙位于 口腔前部,左、右、上、下共 8 个,邻面观牙冠呈楔形,颈部厚而切缘薄,主要功能是切断 食物,为单根。尖牙俗称犬齿,位于口角处,左、右、上、下共 4 个,牙冠仍为楔形,切缘 上有一突出的牙尖,主要功能是穿刺和撕裂食物,为粗壮而长大的单根。双尖牙又名前磨牙, 位于尖牙之后、磨牙之前,左、右、上、下共 8 个,牙冠呈立方形,有一个咬牙合面,其上 一般有双尖,下颌第二双尖牙有三尖者,主要功能是协助尖牙撕裂食物及协助磨牙捣碎食物, 牙根扁,也有分叉者。磨牙位于双尖牙之后,左、右、上、下共 12 个,牙冠大,呈立方形, 有一个宽大的咬牙合面,其上有 4~5 个牙尖,主要功能是磨细食物,一般上颌磨牙为三根, 下颌磨牙为双根。 根据牙齿在口腔内存在的时间分为乳牙和恒牙。乳牙在出生后 7~8 个月开始萌出,2.5 岁左右乳牙全部萌出,共 20 个。6、7 岁至 12、13 岁,乳牙逐渐脱落而为恒牙所代替,此 期称为替牙时期或混合牙列。因此乳牙在口腔内的时间为 5~10 年。2.5~6 岁左右为乳牙牙 合时期。恒牙是继乳牙脱落后的第二副牙列,非因疾病或意外损伤不会脱落,脱落后再无牙 齿可萌出代替。第一恒磨牙自胚胎 4 月开始发育,6 岁开始萌出,是最先萌出的恒牙,不替 代任何乳牙。 12~13 岁后乳牙全部脱落后,称为恒牙牙合时期。

72咸蛋的蛋黄为什么会出油


鲜蛋的成分中有蛋白质,有脂肪。这两种成分在鲜蛋中混合成很均匀的乳状液。当鲜蛋 用盐腌制后,由于盐分侵入蛋内,鲜蛋的蛋白质受盐作用而发生缓慢的变性凝固,将油脂从 蛋白质组织中挤出而集合在一起,所以咸蛋煮熟时,蛋中的蛋白质及脂肪已分别存在,因而 能见到出油。 在鲜蛋直接煮熟时,蛋中的蛋白质和脂肪的乳状液直接凝固变成凝块,油脂来不及析出, 仍被分散在蛋白质凝块中,因此不见出油。 肥猪的瘦肉为什么好吃? 在经验的烹调师都知 道,肥猪的瘦肉适宜烹调,口味极好

73鱼为什么比肉容易坏 鱼比肉容易坏的原因是多方面的。 (1)鱼的鳃和内脏藏菌很多而且极易腐烂。鱼一旦死亡,这些部位的细菌立刻迅速繁 殖,并穿透鳃和脊柱边上的大血管,沿血管很快伸向肌肉组织。有人检查了刚杀死的鱼和刚 死的鱼,发现鱼肉就不是无菌的。1 两鱼肉里有 5000~16000 个细菌,它们的来源主要是鳃, 可见细菌繁殖发展之快。反之,畜肉(猪、牛、羊)一般都是宰杀放血,并立即开膛去脏, 减少了细菌污染的机会。经检查也证明,健康的畜肉是无菌的。 (2)鱼肉是被疏松的少量结缔组织分隔为很多小肌群的,细菌很容易沿着疏松的组织 间隙侵入肌肉。反之,畜肉是被致密坚硬的结缔组织(即筋)包围成一束一束的,细菌比较 不容易侵入肌肉。如果鱼在捕获时就已受伤,则细菌更易从伤口进入肌肉。而畜类发生这种 现象就比较少。 (3)鱼肉含糖量一般只有 0.3%左右,而畜肉则多半在 1%以上。动物死后,肉里的糖 即转化为乳酸,使肉酸度增高并发生僵直变硬。酸度增高和肉僵硬都起抑制细菌繁殖的作用。 鱼肉因为含糖少,所以产生乳酸也少,肉酸度和僵直维持的时间都不及畜肉。鱼肉僵直时期 很快消失进入自溶阶段(蛋白质分解阶段),为细菌的滋长创造了条件。 (4)水中的微生物属于而冷微生物较多(尤其是海中的微生物)。所以鱼离水死后,即 使放低温下繁殖得较慢。 由于以上各种原因,所以鱼肉比畜肉容易坏。为了减慢鱼腐烂过程,对家庭来说,买到 鱼后应尽快去鳞、鳃、内脏,用清水洗净血液和粘液,将肚子用一根小棍撑开,挂在阴凉通 风或冰箱里,并及腌制加工,或及时烹调做熟。

74鱼真的不睡觉吗 几乎每种鱼有时都会处于某种保存能量的状态,我们可以把这叫做休息,甚至“睡觉”, 尽管这种行为可能与多数陆地动物的“睡觉”不是一回事。许多鱼类(比如鲈鱼)夜间待在 圆木上面或下面睡觉。珊瑚虫白天活跃,晚上则躲在礁石的裂缝处休息。鱼类休息时的样子


与其他时候截然不同。例如,许多白天聚在一起非常活跃的鲤科小鱼晚上却分散开来,在浅 水中一动不劝。有些鱼则白天休息,晚上活动;但几乎所有的鱼都要睡觉。还有些动物一刻 不停地游动,因为它们必须不断地把水吐出以保持呼吸;但它们在运动的时候仍有可能睡觉, 我们只是不知道罢了。

75为什么盐水的沸点高 液体状态下的水分子往往会相互附着在一起形成水滴、池塘或者海洋。但是,能量很 高的水分子可以克服这种将它们与其他水分子粘合在一起的力量,脱离液体表面成为水蒸 气。在任何时候都会有一些水分子脱离水的表面,这种现象被称为“蒸发作用”。 随着水温的增加,具有足够能量脱离水面的水分子的数量也在增加。当脱离液体表面 的水分子所产生的压力超过周围空气的压力时,水就沸腾了。通过给水加热的方法增加水的 能量并使水温达到 100 摄氏度以后,水通常就会开始沸腾。 但是,在你向水中加盐以后,问题就变得更为复杂了。氯化钠(精制食盐)很容易溶于 水,同时分解成钠离子和氯离子,并且在液体的内部扩散开来。现在水分子如果要变成水蒸 气,就需要在脱离其他水分子吸引的同时摆脱钠离子和氯离子的束缚。因此它需要有更多的 能量,所以产生水蒸气所需的温度也更高

76冷水和热水哪个沸腾快 冷水沸腾的速度并不比热水快。液体加热的速度取决于液体本身和其周围环境(如炉子 上的火苗)之间的温度差。根据这一原理得出的结论是:冷水吸收热量的速度更快。一旦它 变成了热水,升温的速度就会慢下来,而此时它要达到沸点所需的时间就与开始加热时温度 就比较高的水一样了。因为冷水要经过一段时间的加热才会变成热水,所以很明显冷水达到 沸点所需的时间比热水长。由于上面提到的冷水吸收热量更快的原因,所以在心理作用的影 响下,人们可能会觉得冷水沸腾得比预计的快。 对于问题前半部分的回答是“通常并不是,但在某些特定的条件下有可能出现这种情况。” 1 克水蒸发需要 540 卡路里的热量,而将 1 克水从 0 摄氏度加热到 100 摄氏度只需 100 卡路 里的热量。当水温超过 80 摄氏度时,迅速的蒸发带走很多热量。这些热量与正常的冷却条 件下,1 克水温度降低 1 摄氏度所失去的 1 卡路里热量相比是非常巨大的。 水结冰的快慢完全取决于冷却的速度,一般来说,热水结冰不会比冷水快,但是却比温水 快。这种现象在水蒸发的表面积与水的总量相比很大的时候(如你在寒冷的冬日用热水洗车 的时候)特别明显

77肥皂为什么能产生泡沫 泡沫实际上是由空气和水与肥皂所含的表面活性剂相互作用产生的,即由肥皂与皮肤或 衣物磨擦产生的。肥皂含有亲水和亲油两种成分。亲油成分把皮肤或衣物表面的油性污垢分 解,亲水成分使油性污垢浮起,从而可以用水将其冲走。 肥皂在下列情况下泡沫不丰富:水中的矿物质含量过高;水温过低;皮肤或衣物上污渍 油渍过多;肥皂在水中浸泡的时间过长等。


78太阳周围为何会出现彩色光环 太阳周围出现的光环称为日晕,它与晚上在月亮周围看到的月晕是一回事,只不过是日 晕出现在太阳周围。日晕是阳光照射到高层大气中微小的冰晶以后形成的。在地球上空数英 里的高空,气温很容易降到可以形成冰晶的冰点以下。透过冰晶的日光或月光被折射回去, 在太阳或月亮的周围形成日晕或月晕。 日晕的颜色是由阳光在透过冰晶时产生的折射效果形成的--红色位于日晕的内侧边缘; 蓝色位于日晕的外侧边缘。颜色的排列顺序与彩虹相同,但日晕的颜色界限不很分明。月晕 也有颜色,只不过是晚上光线弱,加之眼睛在晚上对弱光的反应能力差,无法区分颜色罢了。 人们之所以时常能看到月晕而不常看到日晕,主要是太阳的光线非常强。

79行星是否会改变位置 肯定地说,会。包括地球在内的行星都是围绕着太阳运转。行星在围绕太阳运行的过程 中会显示出处于不同的位置。运行速度较快的行星(诸如水星、金星和火星)位置变化明显, 只需几个星期就会看出其位置变化;运行速度较慢的行星(诸如木星、土星、天王星、海王 星、冥王星)需要几个月甚至更长的时间才能看出其位置变化。

80月亮为什么沿着奇怪的轨道绕地球转 据美国天体物理学家说,这个持续了数十年的疑问可能终于有了答案。 对月球如何形成的普遍看法基于以下设想:一个体积如火星大小的巨大天体在 45 亿年 前撞击地球,产生出一团碟状的炽热碎片,这些碎片逐渐聚合成了月球。但是这个 30 多年 前提出的假设产生了一个问题。 太阳系的大多数卫星是沿着引力最强的行星赤道上方围绕行星旋转的,但月球是个例 外,它的运行轨道相对于地球赤道倾斜了 10 度左右。 位于科罗拉多州博尔德的西南研究所认为,问题的答案在于那次大冲撞后碎片聚合的方 式。 研究人员推测当时有两大块物质——一块是刚刚形成的月球,另一块是在那次碰撞中剩 下来的由气体和碎块构成的碟状物。根据研究人员提出的模型,这两大块物质相互间的引力 作用使月球脱离了地球赤道上方的轨道面,而是进入了一个倾角为 10 度的新轨道。

81什么叫一次能源和二次能源 所谓一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源,它包括:原煤、 原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和 海洋温差能等等。 由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品,称为二次能源,例如:电力、蒸汽、煤 气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等等。


一次能源可以进一步分为再生能源和非再生能源两大类。再生能源包括太阳能、水力、风力、 生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等等。它们在自然界可以循环再生。而非再生能源 包括:的煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。

82航天飞机飞行的影片中为何看不到星星 这是由胶片的曝光时间决定的,因为星星的亮度比航天飞机暗淡得多。要想在胶片上看 到星星的踪影,需要大约 10 秒至 30 秒的曝光时间;而捕捉航天飞机的踪影只需 0.01 秒的 曝光时间。 如果把摄像机设定在拍摄航天飞机所需的曝光时间,就没有足够的时间捕捉星星的踪影。 如果为了捕捉到星星踪影而对胶片进行长时间的曝光,航天飞机在胶片上的踪影就会曝光 过度

83如何确定太阳系在银河系中的位置 天文学家们采取多种方式确定太阳系在银河系中的位置。人们只要抬头看一看夜空,就 可以看到银河系的大致形状,它像是一条暗淡的光带横亘在天空。这条光带的宽度约为 15 度,星星比较均匀地分布在光带的两侧。这表明银河系是扁平的圆盘状,我们的太阳系位于 圆盘近似平面的某处。如果银河系不是扁平的圆盘状,它看上去就会不同。比如说,如果银 河系呈球状,我们看到的银河系就不会是窄窄的一条光带,而是布满了整个天空。如果我们 的位置大大高于或低于圆盘平面,我们就不会看到银河系像光带一样横亘在天空--天空就会 显得一半亮一半暗。通过测定我们能够看到的所有星星的距离,可以进一步确定太阳系在银 河系中的位置。本世纪初,美国天文学家沙普利发现巨大的球状星团分布在以人马星座为中 心的一个直径约 10 万光年的球形范围内。他得出的结论是:这个中心也是银河系的中心, 因此银河系看上去像是镶在球状星云中的一个扁平圆盘。 75 年来,科学家通过射电天文学、光学天文学、红外天文学,甚至 X 射线天文学等各 种技术手段,更精确地测定了银河系螺旋型两翼、气体云、尘埃云、分子云等位置。现代研 究得出的基本结论是:我们的太阳系位于银河系螺旋翼内侧的边缘,距离银河系中心大约 2.5 万光年。

84为什么地球中心热,怎样测其温度 地球深处的热量有 3 个主要来源: (1)地球形成时生成的热量; (2)地核物质下沉至地 心时磨擦产生的热量; (3)放射性元素衰变产生的热量。地球热量的释放需要相当漫长的时 间。这种释放通过液态外核和固态地幔中的热“对流”,以及边界层(如地球表面的板块) 内速度较慢的热“传导”来实现。结果是地球原生热量的大部分被保留了下来。 总之,地球诞生之初产生了大量的能量,由于地球无法很快冷却下来,便造成了地球内 部持续的高温。事实上,除地球板块像毯子一样起到保温作用外,固态地幔中的热对流也不 能提供使热量得到有效释放的机制。不过,地球通过促使板块构造运动(尤其是在大洋中脊 处)的过程也确实释放了一些能量。


科学家主要借助铁在超高压状态下的熔化特性来估计地球深处的温度。我们知道,地核 是指位于地面以下 2886 公里至 6371 公里的部分,主要由铁构成。地核分成液态外核和固态 内核两部分。如果我们能够估测铁在压力极高的内、外核交界处(离地面 5156 公里)的熔 化温度,那么在实验室中得到的这一温度应该接近于这一界面上的实际温度。科学家在矿物 物理学实验室中利用激光器和高压装置创造出了尽可能接近实际的高压和高温。 实验结果显示,铁在上述状态下的熔化温度为 4500K 至 7500K。据此,我们还可以推 算出地幔底部(即外核顶部)的温度,大约是 3500K 至 5500K。

85地磁场变化吗,它变化会有什么影响 地球的磁场在不断发生变化,其变化方式也在发生变化。不同地方的磁场方向和强度均 以不同的方式发生变化。很难说清楚地球的磁场作为一个整体是如何变化的。 由于地球磁场的复杂性,要预计它在遥远的将来会是什么样子是不可能的。地球物理学 家们利用分布在世界许多地方的磁场观测点收集的数据,通过数学模型分析出磁场将如何变 化。但是这些模型必须根据各个观测点收集的新数据随时加以修改。尽管地质史上曾经多次 发生过磁逆转,上一次磁逆转大约发生在 70 万年以前,但是要预测何时将发生下一次磁逆 转是不可能的。在过去的两亿年中,大约每隔 50 万年发生一次磁逆转,但是每次的方式都 不同。一个世纪以来,地球上多数地区的磁力普遍减弱了 10%左右。谁也无法肯定这种减 弱属于一种波动或是最终将导致磁逆转。以往发生的每次磁逆转持续的时间大约为 1 万年。 在每次发生磁逆转之前,地球的磁场会在短时间里完全消失。 地球的磁场形成一道屏障,使宇宙射线集中到地球的南北两个磁极。如果没有磁场保护, 宇宙射线就会以非常密集的形式轰击整个地球,从而给各种生物带来危害。

86为什么超声波能除脏?

向液体照射强烈超声波时,液体随声压剧烈振动(一秒反复几万次压缩减压)。 被加压的液体减压时产生无数真空空穴。 这些真空空穴在再次压缩时被压碎,液体剧烈碰撞。被加速的冲击波能量(约 1,000 大气压) 剥去附于清洗物表面的赃物。


87为什么不用纯酒精消毒 酒精能渗入细菌体内,使组成细菌的蛋白质凝固。所以酒精在医疗卫生上常用它作消毒杀菌 剂。为什么用 70%~75%的酒精而不用纯酒精消毒呢?这是因为酒精浓度越高,使蛋白质凝固的作用越 强。当高浓度的酒精与 细菌接触时,就能使菌体表面迅速凝固,形成一层包膜,阻止了酒精继续向菌体内部渗透。 细菌内部的细胞没 能彻底杀死。待到适当时机,包膜内的细胞可能将包膜冲破重新复活。因此,使用浓酒精达 不到消毒杀菌的目 的。如果使用 70%~75%的酒精,既能使组成细菌的蛋白质凝固,又不能形成包膜,能使 酒精继续向内部渗透, 而使其彻底消毒杀菌。经实验,若酒精的浓度低于 70%,也不能彻底杀死细菌。

88飞机上为什么禁用手机 移动电话正逐渐普及,但独独飞机中却不能使用。 本月,一位阿拉伯人由于在飞机起飞时用了手机,遭到了无数责骂。 1998 年,英国采油工人 Neil Whitehouse 由于在一次航班中拒绝关机,被判入狱一年。 瑞士调查者们认为,去年发生的 LX498 空难,很可能与手机干扰有关。那次空难造成 了 10 名乘客的殉难。 上个月,一架从斯洛文尼亚飞往萨拉热窝的飞机突然警报长鸣,不得不紧急迫降。调查 者们在行李仓里发现了一个处于开机状态的手机。 事实上,飞机中的旅客只能通过座位上的电话与地面联系。飞行界坚持认为,在飞行途 中使用手机是非常危险的。种种迹象都明显地证明了这一点。 因此,乘客们在飞行中决不可以使用手机。 “尽管没有确凿的证据,但手机似乎的确能在某些情况下影响飞机。”研究人员 John Sheehan 如是说。“当然,这种干扰极少发生。”


现在,电子器械的禁用规则正日益增多。有些乘客甚至希望所有的电子装置都被取缔掉, 因为他们觉得烦不胜烦——即使是便携电脑键盘的滴答声也难以忍受。John Duncan 如是介 绍。现在,在飞行途中尚允许人们使用便携电脑。 “就象吸烟一样。当有人问道,‘我可以吸烟吗’的时候,别人总是相当客气,随他去 吸,即使内心不愿意也不便表露。飞行途中也是一样。坐在你旁边的人想要使用便携电脑, 即使你觉得很烦,你也不好意思反对。” 如今,使用移动电话的人越来越多;乘飞机的人也越来越多。因此,想在飞行途中使用 手机的人也就越来越多。 但他们不能。 更令人啼笑皆非的是,手机干扰的原因至今不明。在飞机里使用座位上的固定电话,价 格非常昂贵。在美国,每分钟是 3 美元。而一次 20 分钟的通话需要花费 60 美元。公司企业 对此可不会高兴。 “我怀疑在航班中禁用手机是否有必要,因为你只要付费,就可以在飞机中通电话。” Flying Food 公司的副总裁 Larry Murphy 如是说。 此外,Murphy 还介绍说,“在私人飞机中,你绝对可以使用移动电话。” 那么,为什么飞机中禁用移动电话呢?人们的业务越来越繁忙,需要随时和地面保持联 系。因此,这一问题也就日益突出。 。 航空工业界和联邦通信委员会都表示,在航班中使用手机是不允许的。但他们各自的理 由不同。评论家们指出,他们的理由甚至是完全矛盾的。 联邦航空管理局表示,禁令的原因是处于安全考虑。有足够的证据表明手机会影响正常 飞行。 比如,RTCA 航空顾问公司的数据就证明了这一点。 但是,私人飞机中仍旧可以使用手机。 美国通信委员会则认为,禁用手机与安全问题无关,而是出于信号干涉的考虑。他们指 出,在高空中使用手机,会对信号塔信号造成干扰,从而影响地面用户,造成串线等问题。 然而,这一说法却没有丝毫证据。更有甚者,由于他们的“疏漏”,SprintPCS 和 AT&T 的手机用户并不在禁用之列。这是否意味着,该理论荒谬无比呢? 有一种解释听上去比较合理:移动电话的频率与飞机装置的频率不同,因此造成了干扰。 大学教授 Tim Brown 如是说。


但联邦航空局和美国通信委员会都不打算取消禁令。 据统计,平均每秒钟有两架美国航班,每天搭载 150 万乘客。而美国的移动电话用户数 量则超过 1.1 亿。 分析家 Galen Schreck 评论道, “事情越来越麻烦了。在飞机上,一切无线器械都不能用: 手机,呼机,掌上电脑……。只有便携电脑还可以用用。” 据 Sheehan 介绍,航班收入的 15%来自于电话, 固定于飞机座位上的电话与普通的手机不同,信号是被屏蔽和控制的,由卫星系统进行 控制。因此,使用这种电话费用不匪。 移动电话工业界也表示,他们无法营造特殊的信号塔,使信号能够在 33,000 英尺的高 空传播 600 英里远。因此,飞行中不得使用手机的禁令也就无法解除。 然而,乘客们的业务越来越繁忙,不满也越来越多。“如今科技这么先进,他们一定能 想出解决方法。”Murphy 如是说。 89山洞为什么有冷也有热 我们知道,在石灰岩地区的山洞,那深邃的洞身,曲折的走廊是那么奥妙,轰鸣的瀑布 又是那么惊心动魄,矗立在洞内的石笋和一串串倒挂着的钟乳石,奇丽多姿的五彩云,构成 一幅幅美丽的图画,吸引着无数的游客。 更有趣的是这些山洞,有的是寒气袭人,有的却温暖异常,在同一个时间里进去,仿佛 是经历了两个季节。宜兴的善卷洞,有上洞、中洞和下洞之分,当你从中洞进去,登级至上 洞,使人感到温暖如春;若逐级而下进入下洞,又会感到寒气逼人。金华的双龙洞和冰壶洞 里,气温也有显著差别,洞口朝下的双龙洞里温暖宜人,洞口向上的冰壶洞却是凉爽异常。 为什么山洞,有冷又有热呢?原因就是冷、暖空气比重不同的缘故。冷空气较重而下沉, 暖空气较轻而上升。洞口向下的山洞里,较轻的暖空气充塞其中,不能流出,因而格外显得 温暖,成为“暖洞”;洞口朝上的山洞里,冷空气钻入洞内,越积越多,好像天然的冷空气 库,这样的山洞就成了“冷洞”。 宜兴的善卷洞除了有这种冷暖不同的特点外,在上洞还常常可以看到雾气弥漫的“云雾 大场”。这种云雾就是洞外的冷空气和积存在洞内上部的热空气相遇,而形成的奇妙景色。

90冰川是如何形成的 冰川是水的一种存在形式,是雪经过一系列变化转变而来的。要形成冰川首先要有一定 数量的固态降水,其中包括雪、雾、雹等。没有足够的固态降水作“原料”,就等于“无米 之炊”,根本形不成冰川。


冰川存在于极寒之地。地球上南极和北极是终年严寒的,在其它地区只有高海拔的山上 才能形成冰川。我们知道越往高处温度越低,当海拔超过一定高度,温度就会降到 0℃以下, 降落的固态降水才能常年存在。这一海拔高度冰川学家称之为雪线。 在南极和北极圈内的格陵兰岛上,冰川是发育在一片大陆上的,所以称之为大陆冰川。 而在其它地区冰川只能发育在高山上,所以称这种冰川为山岳冰川。 在高山上,冰川能够发育,除了要求有一定的海拔外,还要求高山不要过于陡峭。如果 山峰过于陡峭,降落的雪就会顺坡而下,形不成积雪,也就谈不上形成冰川。 雪花一落到地上就会发生变化,随着外界条件和时间的变化,雪花会变成完全丧失晶体 特征的圆球状雪,称之为粒雪,这种雪就是冰川的“原料” 。 积雪变成粒雪后,随着时间的推移,粒雪的硬度和它们之间的紧密度不断增加,大大小 小的粒雪相互挤压,紧密地镶嵌在一起,其间的孔隙不断缩小,以致消失,雪层的亮度和透 明度逐渐减弱,一些空气也被封闭在里面,这样就形成了冰川冰。冰川冰最初形成时是乳白 色的,经过漫长的岁月,冰川冰变得更加致密坚硬,里面的气泡也逐渐减少,慢慢地变成晶 莹透彻,带有蓝色的水晶一样的老冰川冰。 冰川冰在重力作用下,沿着山坡慢慢流下(当然流的速度很慢),就形成了冰川。

91石油是怎样形成的 石油是由古代有机物变来的。在漫长的地质年代里,海洋里繁殖了大量的海洋生物,它 们死亡后的遗体随着泥沙一起沉到海底,长年累月地一层层堆积起来,跟外界空气隔绝着, 经过细菌的分解,以及地层内的高温、高压作用,生物遗体逐渐分解、转化成石油和天然气。

92铁为什么会生锈 铁放的时间长了就会生锈。铁容易生锈,除了由于它的化学性质活泼以外,同时与外界 条件也有很大关系。水分是使铁容易生锈的物质之一。然而,光有水也不会使铁生锈,只有 当空气中的氧气溶解在水里时,氧在有水的环境中与铁反应,才会生成一种叫氧化铁的东西, 这就是铁锈。铁锈是一种棕红色的物质,它不像铁那么坚硬,很容易脱落,一块铁完全生锈 后,体积可胀大 8 倍。如果铁锈不除去,这海绵状的铁锈特别容易吸收水分,铁也就烂得更 快了。 要除去铁锈,可以利用各种工具把它铲掉,也可以泡在酸性的溶液中把它溶解掉。在去 掉铁锈以后,一定要对铁器表面进行处理,涂上一层铅丹,再涂上油漆;或者镀上别的不容 易生锈的金属。更彻底的办法,就是给铁加入一些其他金属,制成不锈的合金。我们熟悉的 不锈钢,就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。


93海水为什么是咸的 海水是盐的“故乡” ,海水中含有各种盐类,其中百分之 90 左右是氯化钠,也就是食盐。 另外还含有氯化镁、硫酸镁、碳酸镁及含钾、碘、钠、溴等各种元素的其他盐类。氯化镁是 点豆腐用的卤水的主要成分,味道是苦的,因此,含盐类比重很大的海水喝起来就又咸又苦 了。 如果把海水中的盐全部提取出来平铺在陆地上,陆地的高度可以增加 153 米;假如把世 界海洋的水都蒸发干了,海底就会积上 60 米厚的盐层。 海水里这么多的盐是从哪儿来的呢?科学家们把海水和河水加以比较,研究了雨后的土 壤和碎石,得知海水中的盐是由陆地上的江河通过流水带来的。当雨水降到地面,便向低处 汇集,形成小河,流入江河,一部分水穿过各种地层渗人地下,然后又在其他地段冒出来, 最后都流进大海。水在流动过程中,经过各种土壤和岩层,使其分解产生各种盐类物质,这 些物质随水被带进大海。海水经过不断蒸发,盐的浓度就越来越高,而海洋的形成经过了几 十万年,海水中含有这么多的盐也就不奇怪了。

94红潮有什么危害 红潮是由一种名叫腰鞭毛虫的微小藻类造成的。这种植物大量聚集到一起对人类有 毒,但对某些以之为食的海洋动物来说可能无毒。这种植物的毒素会在以之为食的动物(比 如贝类、鱼虾等)体内逐渐沉积,我们食用了这些动物就会生病。不过不要太担心,这种可 能性并不大。那么,红潮是怎么回事?当条件适宜时,这些植物就会在海洋中大肆生长,也 就是说,它们繁殖的速度一发而不可收拾!很快,连海水也变红了。涨潮时,海水带来了大 量被这种藻类毒死的动物的尸体,海滩就会变得一片狼藉。臭气熏天!

95蜜蜂是怎样学习飞行的 蜜蜂像飞行员一样学习定向飞行。蜜蜂在离蜂巢 10 公里的地方采蜜前,要沿着距离蜂 巢更远、更复杂的路线学习飞行。 英国和美国的一些研究人员给 600 多只幼蜂装上微型雷达发射器,然后将它们放人 1 万多只蜜蜂的蜂群中,跟踪它们的活动情况。研究人员发现,幼蜂一开始沿着从蜂巢向外的 直线飞行。在飞到 10 至 30 米的距离后,就会沿着相同的路线调头往回飞。 研究人员说,在开始采蜜之前的 3 个星期中蜜蜂要沿着更长的路线飞行,以便熟悉地面 标志。研究人员发现,蜜蜂定向飞行的路线越长就会飞得越高,这显然有助于它们感觉距离 蜂巢的远近。从蜜蜂的视角看,飞得越高很可能意味着地形越不清楚、而靠近蜂巢时飞行高 空越接近地面,地形就越清晰。 长期以来,蜜蜂远距离飞行的能力引起了研究人员的兴趣,它们显然是借助太阳的位置 和地表特征作为定位标志。 研究人员认为,他们的研究开启了对其它昆虫学习飞行的能力的研究。


96水果为什么能解酒 饮酒过量常为醉酒,醉酒多有先兆,语言渐多,舌头不灵,面颊发热发麻,头晕站立不 稳……都是醉酒的先兆,这时需要解酒。 不少人知道,吃一些带酸味的水果或饮服 1--2 两干净的食醋可以解酒。什么道理呢? 这是因为,水果里含有机酸,例如,苹果里含有苹果酸,柑橘里含有柠檬酸,葡萄里含 有酒石酸等,而酒里的主要成分是乙醇,有机酸能与乙醇相互作用而形成酯类物质从而达到 解酒的目的。 同样道理,食醋也能解酒是因为食醋里含有 3--5%的乙酸,乙酸能跟乙醇发生酯化反应 生成乙酸乙酯。 尽管带酸味的水果和食醋都能使过量乙醇的麻醉作用得以缓解,但由于上述酯化反应杂 体内进行时受到多种因素的干扰,效果并不十分理想。因此,防醉酒的最佳方法是不贪杯。

97为什么儿童不能喝酒 有些孩子想喝酒,有些大人逗孩子喝酒,这都是错误的。儿童还处于长身体阶段,身体 的各个器官还没有发育成熟,特别是消化系统没有发育成熟。如果此时期喝酒就会伤害孩子 的身体。 首先酒中的酒精的刺激性对肝、胃伤害最大。儿童喝酒,会使肝功能受损,胃部消化不 良。

第二、儿童喝酒还会降低自身的免疫力,使孩子容易感染感冒、肺炎等疾病。 第三、儿童喝酒会使儿童的智商下降,影响正常的工作和学习,或多或少地还影响到大 脑的发育。 第四、儿童喝酒会影响到孩子的生殖系统。男孩子喝酒,酒精会对发育期的睾丸有很大 的损害,轻的使发育减缓,严重的会造成成年后的不育。对女孩来说,酒精也会影响性腺的 发育,使内分泌紊乱,到青春期到来时,容易出现月经不调、经期水肿、痛经、头痛等现象。

98为什么青春期要多吃碘 碘主要存在于甲状腺中,促进人体的生长、发育、智力和个性的形成。如果碘在人体内 缺乏,甲状腺就会肿大(大脖子病),基础代谢失调、心慌、眼球突出,稍严重的甚至会精神 失常。 青春期是人体发育最旺盛的时期,对碘的需要量比平时大一倍,每天约 0.2-0.4 毫克。

食用碘主要存在于海盐、海带、紫菜、海虾、海鱼中。在日常生活中应适量添加一些这 类食物。


还有一点需要注意的是:碘的摄入量也不能过多,比如海带每年每人的食用量不能超过 15kg,因为碘摄入量过多后就会造成甲状腺功能失调。

99吃水果为什么不能代替吃蔬菜 在日常生活中,有些孩子在吃正餐的时候不好好吃蔬菜,家长们就拿出水果让他们吃, 以为吃水果可以替代吃蔬菜。其实,这是人们头脑中的一个误区,吃水果不能替代吃蔬菜。 这是由于水果和蔬菜所含的糖类及作用不一样造成的。水果中所含的碳水化合物,主要 成分是蔗糖、果糖、葡萄糖之类的单糖和双糖。 当这些单糖和双糖被吃进人体后,只需稍加消化或不需要消化,即可以被人体小肠吸收。 可见,水果的长处是能及时供应能量。但是,如果吃的水果含糖量过多,会使血液中血糖讯 速升高,不利于身体健康。 我们再来看看蔬菜。大多数蔬菜所含的碳水化合物是淀粉一类的多糖。它们需要经过人 体消化道内各种酶水解成单糖后,才能慢慢地被消化和吸收。因此,蔬菜的长处是不会引起 人体内血糖浓度的大幅度波动,并且,蔬菜所含的维生素 C 和矿物质一般都比水果多。 吃水果还有一定的讲究,否则只会对人体有害。如在空腹时吃西红柿,会使人体胃内压 力升高,造成急性胃扩张,使人发生胃胀、胃痛等症状

100为什么豆腐和菠菜不能一起煮 菠菜营养丰富,有"蔬菜之王"之称,但是菠菜里含有很多草酸,每 100 克菠菜中约含 300 毫克草酸。豆腐里含有较多的钙质,两者若同时进入人体,可在人体内发生化学变化, 生成不溶性的草酸钙。人体内的结石正是草酸钙、碳酸钙等难溶性的钙盐沉积而成的,所以 最好不要把菠菜和豆腐一起敖着吃。另外,单独吃菠菜也不宜一次吃得过多,因为菠菜里的 草酸能够跟人体内的钙、铁质结合,从而使人体缺乏钙、铁,影响健康。在钙和草酸的比例 为 1:2 时,最易形成结石。若通过食物搭配破坏这个比例,则结石可以防止。例如吃菠菜 时搭配着吃些含钙丰富的芝麻、牛奶或鱼,就可以克服菠菜的这个缺点。

101节食为什么不减肥反而增肥 当身体停止摄取食物后,身体的平衡系统会受到一种压力,这个信号会直接传递给身体 的脂肪储存系统,为了应付这种紧急情况,身体便会产生条件反射而及时采取行动,增加体 内脂肪的储存量,一旦恢复摄食,身体更会“疯狂”储存脂肪,以备不测,这就是我们忠实 的身体的自我保卫系统。所以,绝食以后,会使吃进体内的物质变成脂肪的百分率升高,身 体反而会促进脂肪的积蓄,增加肥胖。 假如你必须节食,那你也不要犯绝食或一天只吃一顿饭的错误,一天吃一顿饭就好比2 3个小时在绝食。要把一天摄食的卡路里分散到几次饮食中去。


102新生儿乳房肿大为什么不能挤 有一些男婴或女婴在生后可以出现乳房增大,特别是生后 5 一 7 天更加明显,像蚕豆或 核桃大小,甚至还发现乳头周围乳晕区发黑,如果挤乳房还可发现乳头流出。乳白色奶汁。 这都是非常常见的生理现象。原因是由于母亲怀孕时把自己体内的雌激素通过胎盘直接影响 胎儿,而新生儿出生以后,母亲的雌激素对胎儿的影响突然停止了有关系。一般持续 2 一 3 周自然消退,不需要任何处理。 不少家长发现新生儿的乳房增大就挤,认为不挤的话就会很容易发炎引起化脓感染。有 些家长还迷信,说什么女婴生下来一定要挤乳房,并且要挤出奶水来,将来生儿育女喂奶时 才有奶吃,这种说法是没有科学根据的,其实,有许多女同志在新生儿期未挤过乳房,当生 儿育女时仍然有奶喂小儿,而有些人在新生儿时期虽挤过乳房,但是由于有一些病的缘故仍 然没有奶水可喂。 新生儿出生以后从宫内生活突然转为外界复杂的环境生活,新生儿免疫球蛋白低下,白 细胞的吞噬能力差以及其他免疫功能也不足,对细菌的防御能力非常低。在挤压乳房时,往 往可使细菌从乳头挤压破口进入体内,引起化脓性乳腺炎,使乳腺发生红、肿、热等炎症改 变。给新生儿造成了很大痛苦。严重时还可以发展为败血症。因此,家长千万不要挤压增大 的乳房

103为什么小儿易出现肠套叠 肠套叠是小儿常见的急腹症之一,多见于 4~10 个月的婴儿。随着年龄的增长,发病率 逐渐降低。绝大多数婴儿肠套叠是原发性的,只有 2%~8%的病例为继发性。由于肠蠕动 失去正常节律性,肠环肌发生持续性局部痉挛,肠近端剧烈蠕动,遂将痉挛的肠段推人远端 肠腔内。发生肠套叠的常见原因如下: (l)解剖特点:婴儿时期回盲部系膜尚未固定完善,致使回盲部游动度过大,易发生肠套 叠。 (2)肠蠕动紊乱:当小儿发生腹泻、发热或饮食改变时,均能引起肠蠕动不协调,导致 肠套叠。 (3)病毒感染:有些学者认为小儿肠套叠的发生与腺病毒感染有关,因为腺病毒感染时, 回盲部肠壁淋巴组织发生炎性增殖,邻近肠系膜琳巴结也发生肿大,压迫肠管;同时腺病毒 感染时,肠运动机能常发生紊乱,使小儿易于发生肠套叠。 (4)蛔虫感染:蛔虫所产生的毒素能刺激肠管,引起肠蠕动紊乱,从而导致肠套叠。

104怀孕后为什么要少吃米饭


您好!请教以下几个问题: 我怀孕 21 周左右,胃口挺好,每天晚上能吃下两碗米饭, 但我看书上说米饭要少吃,为什么?请问米饭有营养吗? 我的胎动是一下一下的,听说正 常的是连续滚动。21 周左右的胎动为多少才正常,我感觉我的宝宝的胎动不是很强烈。正 常吗? 自从怀孕后,就特别会放屁,为什么? 1、怀孕后由于子宫的增大和内分泌的改变,孕妇容易出现消化不良,像你经常放屁就 是这个原因。因为米饭容易产酸,对孕妇的消化不利,所以不建议多吃。当然如果你的消化 很正常,喜欢多吃米饭也可以。 2、孕 5 个月胎动应大于 3 次/小时。每个准妈妈对胎动的感觉是不同的,随着孕月的增加, 对胎动的感觉会越来越强烈,如果你对胎动的次数数不清,建议你在产前检查的时候向医生 请教。

105为什么人工流产会导致不孕 有些夫妇结婚后不久即意外怀孕,因各方面条件尚不成熟,只得做了人工流产。可是过 了几年后想要孩子时,却发生了继发性不孕。尤其是头胎怀孕,作了人流后就更容易发生继 发性不孕。这是什么原因呢? 1、 人流刮宫损伤子宫内膜基底层,引起内膜损伤和宫腔粘连,影响受精卵着床而引起不孕。 2、 人流后引起输尿管粘连,使精、卵无法结合而不孕。 3、 人流时有可能促使带有脱落子宫内膜的血液倒流,发生子宫内膜异位症,引起不孕。 4、 流产引起黄体功能不全、不排卵和溢乳等内分泌功能紊乱,从而导致不孕。 要预防人流后发生的不孕,就要做好避孕工作,以免发生意外妊娠。人流后要注意局部 清洁卫生,更不能提早同房,以免发生感染,尤其是患生殖道感染,例如宫腔炎、输卵管炎 等。如果出现发烧及恶露经久不净时,应及时去医院诊治。

106 为什么会出现腰椎间盘突出 腰椎间盘突出症以腰腿痛为主要症状。腰痛和腿痛可同时发作,也可相继出现。疼痛部 位自腰臀向大腿、小腿及足部放射,常因咳嗽、喷嚏、站立、行走、劳累、受凉等因素而加 重。可伴下肢冷凉、麻木、无力。若马尾神经受压,还可出现二便障碍、性功能障碍及鞍区 麻木。 腰椎间盘突出症的治疗关键是解除神经刺激或压迫,消除神经炎症,促进神经修复和腰 椎功能恢复。治疗方法有手术疗法、非手术疗法和介入疗法。哪种方法最好应因人而异、因 病而异,不能用一种疗法治疗所有患者。我院创立的三步八法个体化方案治疗该病有很强的 个体针对性。通过复位、消炎、修复三步,选用传统郭氏正骨、微机调控复位、中药循经注 射、辨证分期用药、高效中药渗透等八法中的 2-3 种治法,首先使突出物复位、还纳、移位


或萎缩,解除神经压迫,之后消除神经炎症,促进神经修复,进而恢复正常生活和工作。整 个治疗过程实行因人施法、因病施治的个体化方案,避免了盲目性和治疗周折。

107为什么必需血型相同才能输血 人体有 10 余个血型系统,其中最为重要的是 ABO 血型系统和 Rh 血型系统,尤其是 ABO 血型系统。输血时必需血型相同,并且供者的血和受者的血相互配合才能进行,否则输血后 可造成不同程度的输血反应。原因可从 ABO 血型系统和人体免疫反应两个角度予以阐明。 ABO 血型系统共有 A 型、B 型、AB 型和 O 型 4 个血型,前三者还有亚型。定血型的根据 是红细胞表面称为血型抗原的糖蛋白分子。红细胞表面有 A 抗原者为 A 型,其血浆中有抗 B 抗原的抗体(简称抗 B 抗体);红细胞表面有 B 抗原为 B 型,血浆中有抗 A 抗原的抗体 (简称抗 A 抗体);兼有 A 抗原和 B 抗原为 AB 型,血浆中无抗 A、抗 B 抗体;红细胞表 面无 A 抗原和 B 抗原,只有这二种抗原的前体 H 物质者为 O 型,但其血浆中却有抗 A、抗 B 抗体。 免疫学的一条规律是抗原与其相对应的抗体可以发生特异性结合,形成抗原一抗体复合物, (如 A 抗原与抗 A 抗体、B 抗原与抗 B 抗体),此种复合物在血浆中受补体(血型中另一种 球蛋白)的作用下,抗原所在的红细胞可以发生溶解而出现溶血现象。因此,异型输血(即 血型不相同间输血),如将 A 型者的血液输给 B 型者的体内,则此 B 型受血者体内便可存 在两对抗原一抗体复合物,第一对为受血者本身的 B 型红细胞与供血者 A 型血浆中的抗 B 抗体,另一对为供血者的 A 型红细胞与受血者血浆中的抗 A 抗体。这两对复合物在补体蛋 白的作用下,供者与受者的红细胞可发生溶解,出现以溶血反应为主的输血反应,临床可见 到畏寒发热、黄疸、肝脾肿大、血红蛋白尿、贫血等症状。因此,任何人输血前必需验血型, 血型相同且相互配合者才能输血。

108为什么小孩不能吃补品补药 中医的“补”是针对“虚”而言的。所谓“虚则补之”,就是说有“虚”的人才需要“补”。 小孩初生,各脏器的发育尚未成熟,功能也未臻完善,脾胃功能也薄弱。但他们好比旭日初 升,处在不断地生长发育之中,生机蓬勃。小孩的生长发育,有其自身的发展规律,不能人 为地、随意地加以改变。身体健康的孩子说明脏器功能和生长发育正常,无需施补。因为他 们根本不存在“虚”。 然而,近十年来,随着人们生活的改善和优生优育的普及,家长们为了使独苗苗聪颖强 壮,不惜代价作健康投资。什么人参蜂乳、人参蜂皇浆、生物健、鹿尾巴精、人参茶等等, 只要孩子愿意喝,就保障供应。盼儿女速成龙凤的父母心是可以理解的,但从医学的角度看, 这是对孩子的摧残。为什么这么说呢?古人云: “误用致害,虽人参、甘草亦毒药之类也。” 乱给孩子服补药吃补品,其危害性很大。常见有以下数种:


**(1)促使小孩假性性早熟。经常给孩子服用补品补药,即使孩子还是学龄学儿童, 甚至是未满周岁的婴儿也可能会发生性早熟。这种性早熟是父母催出来的,所以叫假性性早 熟。其特征是男孩阴茎变粗,女孩乳房突然增大或阴道流出白带样的分泌物,长阴毛。这完 全损害了孩子的身心健康,不利于孩子的正常生长发育。 **(2)加重原有病症。如果服用与自己体质相抵触的补药,不仅无益,还可加重病症。 如偏阳虚的人服用滋阴药物,则阳虚更甚;偏阴虚的人服用壮阳药,则阴更虚;肠胃常胀气 的人再服人参、黄芪等补气药,病症将更加重。 **(3)人参中毒。未经医生指导而滥服人参中毒者大有人在。据专家研究分析,连续 服人参 1 个月,每日 3 克,大多数人再现极度兴奋、烦躁失眠、甚至精神错乱或出现人格丧 失。有一小孩在服用 1 次人参精后,便出现血压升高、烦躁不安等症状。 **(4)出现消化道症状。小孩脾胃薄弱,在服用熟地、龟板、鳖甲、首乌后,常可致 上腹胀闷、苔腻、食欲减退、腹泻或便秘等。 **(5)过敏反应。曾报道一小孩在服用鹿茸精后,出现呼吸困难,荨麻疹等过敏反应。 其实,鹿身上的药大都属温热性壮阳药,根本不适宜小儿服用。 **(6)内分泌失调。经常乱服补药,还会造成机体内分泌功能紊乱,出现性早熟、免 疫力降低、智力下降。(7)其它症状。擅自乱补,尤其是药性偏温热的补药,常可出现鼻衄、 齿龈出血、口渴、便秘等。由上可见,儿童是不能乱补的。儿童即使“虚”也是脾虚,而成 人和老人多为肾虚,所以小孩也不能服成人补药。阿胶虽然可用于 5 岁以上血虚儿童,但也 只许配伍用而不能作单味服用。看来,儿童进补,千万要小心

109宝宝为什么总流口水 宝宝流口水是令父母亲们十分头痛的问题,常常一天经换几次衣服,用几条手帕,那么 宝宝为什么流口水肿呢?为了搞清楚这个问题,我们先谈谈口水的产生及其生理功能。 口水,医学上称之为“唾液”,是由唾液腺产生,口腔内有 3 对大唾液涎腺(腮腺、颌 下腺、舌下腺)和无数个分布在唇、颊、腭、口底粘膜的小唾液腺。唾液中大部分为水分, 还含有一些淀粉酶和粘蛋白,唾液主要有湿润口腔、便于吞咽、帮助消化的作用。据测定, 正常成年人一昼夜分泌唾液 1000~1500 毫升,正常情况下,人们自主或不自主地把口水吞 咽了。 初生的婴儿由于唾液腺分泌功能不够完善,唾液分泌量少,所以一般不会流口水。4 个 月后,由于开始添加辅食,唾液分泌增加,6 月后乳牙开始萌出,可以刺激牙龈上神经,使 唾液腺分泌反射性地增加,而此时小儿吞咽口水的能力尚未形成,过多的唾液就会不自主地 从口角边流出,即习惯上所说的“流口水”,尤以 1~2 岁的幼儿多见,这个时期的流口水是 一种正常的生理现象,父母不必为此担心,2 岁以后的小儿,小儿吞咽口水的功能逐渐健全 起来,这种现象就会自然消失。


由于唾液偏酸性,且含有一些消化酶和其他物质,对皮肤有一定的刺激作用,所以对经 常流口水的幼儿,父母应当经常为他们擦去嘴边的口水,并常用温水洗净,然后涂上油脂, 以保护下巴和颈部的皮肤,最好给孩子围上围嘴,防止口水弄脏衣服。给小儿擦口水的手帕, 要求质地柔软,以棉布质地为宜,应经常洗烫,擦时不可用力,轻轻将口水拭干即可,以免 损伤局部皮肤。 病态的流口水称为“流涎症”,多由神经系统疾患引起,如脑炎后遗症、延髓麻痹、脑 瘫、面神经麻痹等,由于患儿吞咽功能障碍所致,此时应治疗原发病。另当小儿患口腔炎、 牙龈炎时,由于炎症刺激,唾液腺分泌增加,导致流口水,而且可以有臭味;当小儿患咽峡 疱疹、扁桃体炎时,由于吞咽疼痛致患儿不敢吞咽,也会使患儿暂时性流涎,但随着原发疾 病的恢复,流涎即会停止

110拔牙后为什么要及时镶牙 许多人认为拔掉患牙后,只要伤口愈合,就万事大吉。这种认识是不正确的患牙拔掉以 后,在牙列中间留下了空隙,如不及时填补上,那么与被拔掉牙相对的。牙齿会因缺乏拮抗 力,就会明显伸长,而且,空隙两侧的牙,也向空隙处倾斜。必然造成牙齿间较大的缝隙。 这种缝隙易于嵌塞食物,时间长了就会出现牙周病或龋病。在青少年时期拔恒牙又未及时镶 牙,可造成更多的牙齿移位,发生牙齿排列紊乱,引起终身的痛苦。 从理论上讲,拔牙后, 牙槽骨失去了生理性咀嚼功能的刺激,会逐渐萎缩,大约要 2 个月左右才达到稳定的程度。 一般认为,这个时候镶牙最合适。某些排列拥挤的牙,因为拔掉后没有镶牙的位置,则不需 要镶牙。而“尽头牙”也就是第三磨牙拔掉后也不需要再镶。

111为什么吃豆腐最好配点海带 豆腐以及其他大豆制品, 确是营养丰富,价格便宜,是补充优质蛋白质、卵磷脂、亚 油酸、维生素 B1、维生素 E、钙、铁的良好食物。豆腐中还含有多种皂角苷,能阻止过氧 化脂质的产生,抑制脂肪吸收,促进脂肪分解;但皂角苷又可促进碘的排泄,容易引起碘缺 乏。所以经常吃豆腐者,应该适当增加碘的摄入,一般来说,只要坚持吃碘盐就可以了。当 然,海带含碘丰富,将豆腐配上海带一起 吃,也是十分合理的。

112肥胖为什么会合并营养不良 肥胖患者由于经常超量进食,咀嚼粗糙,未经磨碎的食物呈块状进入消化道,不能被充 分磨碎并被消化吸收,消化道因为经常承受超量且咀嚼粗糙的食物,易患器质性病变。在粗 糙的不正常的消化过程中,一些合成脂肪的低分子碳水化合物易被肠道吸收,而高分子营养 化合物不易被吸收。所以出现食量大的人患肥胖往往合并营养不良症。

113针灸为什么能治病


针灸学是以中医理论为指导,运用针刺和艾灸防治疾病的一门临床学科,它是中医学的 重要组成部分,针灸具有适应证广,疗效明显,操作方便,经济安全等优点,数千年来深受 广大人民的欢迎。针灸治病与中医药的区别只是治疗手段的不同,一者为药,另一者为穴。 针灸除了基本的中医基础理论外尚有自己独特的经络理论。经络是人体运行气血,联络 脏腑,沟通内外,贯串上下的经路,它“内属于府藏,外络于肢节”。经络和脏腑之气在体 表输注的特殊部位即腧穴,俗称穴位。医生在诊视患者后,根据辨证论治确定理、法、方、 穴及具体的针灸手段,以期达到调和阴阳、扶正祛邪、疏通经络的作用而使患者痊愈。 针灸治疗作用现代研究表明其有:(一)镇痛作用:①外周神经作用;②中枢神经的作用; ③脊髓水平;④丘脑水平;⑤大脑皮层水平;⑥中枢神经递质作用。(二)对机体各系统功能 的调节作用:(1)针灸可调节心血管系统功能;(2)针灸对血压的影响具有双向性调节作用;(3) 针灸可治疗呼吸方面的疾病;(4)针灸对消化系统的调节作用较为明显;(5)针灸对肾与膀胱功 能具有调节作用;(6)针灸可调节子宫的功能;(7)针灸对神经功能亦具有调节作用;(8)针灸对血 液成分的调节。(三)防御免疫功能。由此可见针灸治病是有着具体的物质基础的

114为什么糖尿病患者要护脚 有很多糖尿病患者不知道足部护理的重要性。实际上,糖尿病病人经常发生足部病变。 病情较轻时若没引起重视,病变程度很可能会加剧。 那么,如何做好足部护理呢? 1、每天洗脚。洗后注意把脚趾间的水擦干净。 2、每天察看脚上有无擦痕、伤口,趾甲沟有无红肿。因为有些糖尿病病人因神经病变使 其对足部病觉不敏感,感染早期可毫无疼痛感觉。 3、每天换洗袜子。 4、宜穿厚底鞋,鞋跟不要太高。 5、购置新鞋时,必须双脚试穿,以舒服为标准。皮鞋以软皮为好。 6、提倡穿厚袜子。厚袜子可起缓冲作用,以保护脚。 7、最好选择又厚、又软的鞋垫。 8、部分糖尿病病人足部血液循环不良,时常感觉冰冷,因此要做好以下几件事:A、局 部保温;B、要多活动双脚,如散步等;C、避免双腿盘坐;D、戒烟;F、温水足浴。

115为什么地球上“三极”臭氧层破坏严重 众所周知,臭氧具有强烈吸收有害紫外线的功能,臭氧层是保护地球上生物的天然屏障。 然而,随着生产力水平的发展,特别是进入现代社会以来,由于人类向大气中排放大量氯氟 烃,导致地球上空的臭氧层变薄,严重地危害了人类自身以及其他生物的生存安全。 据观测,目前臭氧层破坏比较严重的地方在地球的“三极”上,即北极度地区、南极度 地区和青藏高原的上空。而地球上的这“三极”自然条件恶劣,人烟稀少,当地人们向大气 中所排放的氯氟烃数量有限,为什么“三地”上空臭氧层所受的破坏反而比较严重呢?


原来包围在地球周围厚厚的大气层,在垂直方向上可以分为五层;对流层、平流层、中 间层、热层和外层。臭氧层就位于平流层当中。对流层是高度最低的一层,它和人类的关系 最为密切,人类在向大气中排放的有害气体首先进入到该层当中。它的高度就是该层空气对 流运动所能到达的顶端,因而其高度随纬度和地势高低而变化;赤道地区因所获得的太阳辐 射较多,空气对流运动旺盛,因而对流层较高;两极地区因所获得的太阳辐射较少,空气对 流运动较弱,对流层较低;南极相对于北极更冷一些,因而其对流层就更低;青藏高原虽然 纬度不是很高,但由于它作为“世界屋脊”的较高的地势,使其表面温度降低,空气对流运 动不够旺盛,因而对流层也较低。正是由于“三极”地区上空的对流层也较低,相应的平流 层的高度也随之降低。人们向对流层大气中排放的氯氟烃会随着大气的环流运动而到达“三 极”地区的上空,正是因为“三地”的平流层较低,所以氯氟烃能到达平流层中而破坏臭氧 层。实际的观测结果也最低,臭氧层破坏最为严重,已经出现了臭氧空洞;北极度地区臭氧 层破坏较南极地区轻一些,青藏高原地区臭氧层破坏较北极度地区又轻一些。

116为什么要淘汰氟里昂 氟里昂在当今社会的生产生活中具有极其重要的作用,国际社会为什么要动用如此巨大 的精力淘汰氟里昂呢?河北省环保局的有关专家说,关键是氟里昂破坏了臭氧层。 专家说,臭氧层存在于地球上方11到48公里的大气平流层中,平流层中的气体90 %由臭氧O3组成,它可以有效地吸收对生物有害的太阳紫外线。如果没有臭氧层这把地球 的“保护伞”,强烈的紫外线辐射不仅会使人死亡,而且会消灭地球上绝大多数物种。因此, 臭氧层是人类及地表生态系统的一道不可或缺的天然屏障,犹如给地球戴上一副无形的“太 阳防护镜”,而氟里昂却是臭氧层的“罪恶杀手” 。 据介绍,近代工业迅猛发展,人们广泛推广使用了性质稳定、不易燃烧、易储存、价格 低廉的氟里昂,分别用于制冷剂、喷雾剂、发泡剂、清洗剂。氟里昂在大气中可以存在60 -130年,虽然氟里昂释放量相对较少,但一个氯原子可破坏10万余个臭氧分子,从而 导致平流层臭氧受到破坏,并逐渐减少。 臭氧层被破坏以后,将会产生巨大的社会危害:对人类免疫系统造成损害,使得免疫机 制减退;导致白内障眼疾和皮肤癌发病率上升;破坏生态系统,减慢农作物的生长速度,减 低农作物的质量和产量,甚至会造成绝收;减少海洋生物数量,大量鱼类死亡,同时可能导 致生物物种变异;造成全球气候变暖与温室效应。同时,它还会引起新的环境问题,过量的 紫外线能使塑料等高分子材料更加容易老化和分解,结果又带来光化学大气污染。 为保持臭氧层,使人类免受太阳紫外线的辐射及维护地球生态系统的平衡,联合国19 85年制订了《保护臭氧层维也纳公约》,1987年又制订了《关于消耗臭氧层物质的蒙 特利尔议定书》,对破坏臭氧层的物质提出了禁止使用的时限和要求。作为全球较大的氟里 昂生产和消费大国,我国已加入了上述两个公约,1993年,国务院正式批准了《中国逐 步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》。发达国家已于1996年1月1日,全部停止氟里昂的 生产和使用,1999年7月1日发展中国家开始进入履约期。 河北是我国氟里昂消耗大省之一,其消费量约占全国的9%左右,年消耗量在4000


吨以上。按国家有关方案的规定,氟里昂的淘汰要分期分行业进行淘汰。这不仅有利于保护 臭氧层,保护人类自己,也对树立我国良好形象,实施可持续发展战略,具有极其深远的意 义和影响,同时还可为消耗含氟里昂制冷剂的用户通过节能降耗获得丰厚的经济效益

117商品上为什么使用条形码 商品条码是实现商业现代化的基础,是商品进入超级市场、POS 扫描商店的入场券。 在扫描商店,当顾客采购商品完毕在收银台前付款时,收银员只要拿着带有条码的商品在装 有激光扫描器的台上轻轻掠过,就把条码下方的数字快速输入电子计算机,通过查询和数据 处理,机器可立即识别出商品制造厂商、名称、价格等商品信息并打印出购物清单。这样不 仅可以实现售货、仓储和订货的自动化管理,而且通过产、供、销信息系统,使销售信息及 时为生产厂商所掌握。目前世界上大约有 70 万家 POS 扫描商店,我国已建成 1000 余家 POS 扫描商店,其中,我省占 33 家。这类 POS 店正以惊人的速度发展。事实上,条码已成为商 品进入超市的必备条件,商品条码化是企业提高市场竞争力,扩大外贸出口的必由之路,是 实现生产流通环节自动化的前提条件,同时也是制造商适时调整产品结构的技术保障。近年 来,我国许多城市(如北京、上海、福建等)已有文件规定,所有无条码商品不得进入超市。

118为什么会发生地震 在科学不发达的过去,人们对地震发生的原因,常常借助于神灵的力量来解释。在我国, 民间普遍流传着这样一种传说,他们说地底下住着一条大鳌鱼,时间长了,大鳌鱼就想翻一 下身,只要大鳌鱼一翻身,大地便会颤动起来。用现代人的眼光分析这种传说,简直是荒诞 不径。但持这种说法的国家,并不只有中国。 例如,在古希腊的神话中,海神普舍顿就是地震的神。南美还流传着支撑世界的巨人身 子一动,引起地震的说法。古代日本认为,日本岛下面住着大鲶鱼,一旦鲶鱼不高兴了,只 要将尾巴一扫,于是日本就要发生一次地震。除此之外,埃及和印度也有关于地下住着动物 在作怪的传说。 随着科学的进步,现在谁也不会相信这类迷信的说法了。 其实,地震就是地动,是地球表面的振动。 引起地球表面振动的原因很多,可以是人 为的原因,比如核爆炸、开炮、机械振动等;同样也可以是自然界的原因,比如构造地震、 火山地震、塌落地震等。 按照地震的不同成因,我们可以把地震划分为五类: 1. 构造地震:构造地震发生的原因,是地下岩层受地应力的作用,当所受的地应力太 大,岩层不能承受时,就会发生突然、快速破裂或错动,岩层破裂或错动时会激发出一种向 四周传播地地震波,当地震波传到地表时,就会引起地面的震动。世界上 85%-90%的地震 以及所有造成重大灾害的地震都属于构造地震。 2. 火山地震:由于火山爆发引起的地震。 3. 水库地震:由于水库蓄水、放水引起库区发生地震。 4. 陷落地震:由于地层陷落引起的地震。 5. 人工地震:由于核爆炸、开炮等人为活动引起的地震


119常规潜艇为什么不能长时间在水下 常规动力潜艇是以柴油机——蓄电池作为动力源的潜艇,分为大型潜艇(2000 吨以上)、 中型潜艇(600~2000 吨) 、小型潜艇(100~600)和袖珍潜艇(100 吨以下)。这些潜艇水 下航行时是由电池提供能源,所以不能在水下长久停留。 自从常规潜艇问世以来,人们对常规潜艇的推进方式进行了多种尝试。但至今使用最多 的、而且已经标准化的只有柴油机——蓄电池驱动方式,即潜艇在水面航行时靠柴油机推进, 在水下航时靠蓄电池放电驱动电机推进。这种推进方式的最大缺点就是水下航速成低、续航 力小,其原因是作为水下唯一的动力能源——蓄电池的容量有限。这样,潜艇就要经常浮出 水面,利用需要大量空气才能工作的柴油发电机为动力进行水面航行,同时为蓄电池充电, 以保证潜艇可以在作战和规避敌方反潜兵力时有足够的水下动力能源。 另一方面,由于常规潜艇的水下能源有限,艇上空调设备的功率一般不是很大,而且保 证艇员生存的氧气再生原料数量也是有限的,所以在安全时让潜艇浮出水面可以利用与外界 的空气对流来调节潜艇的空气。多年来,人们对改进常规潜艇的水下动力能源做了很多尝试, 其中最典型的是德国的沃尔特在 1940 年发明的氧化氢汽轮机。这种发动机利用一种叫过氧 化氢的化学液体在二氧化锰等触媒(催化剂)作用下产生大量蒸气的原理,在水下用汽轮机 推进潜艇航行。装有过氧化氢汽轮机的潜艇在水下短时的航速可达 26 节;以 20 节的航速航 行时,续航力可达 110 海里。第二次世界大战末期,德国海军曾经建造了一艘装有过氧化氢 汽轮机的 XXII 型潜艇,但还未显示出优势德国就战败了。战后,英、美等国曾致力于发展 利用过氧化氢发动机作为水下动力的潜艇,但因过氧化氢的价格极为昂贵,而且安全性太差, 稍有不慎就会发生爆炸,加之当时核动力已经显示出很理想的发展前景,于是过氧化氢发动 机的研制被放弃了。 目前常规潜艇的水下动力能源仍旧是蓄电池,虽然各国都在发展其他容量更大一点的电 池,如银锌电池、燃料电池和钠硫电池等,但效果都不理想,至今常规潜艇仍要以 20 节左 右的航速在水下航行,其航行时间最长也只能维持一二小时。

120天为什么是蓝色的 天空的空气不是没有颜色吗,那为什么晴朗的天空却是蓝色的,是不是在高空中有蓝 色的气体? 不是的。在晴朗的天气里空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质,当太阳 光通过空气时太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透

大气层,直接射到地面,而波长较短的蓝、紫、靛等色光,很容易被悬浮在 空气中的微粒阻挡,从而使光线散射向四方,使天空呈现出蔚蓝色。 实际上发生散射的蓝光只是一小部分,大部分没有遇到微粒的蓝光、紫光还是直接射到 了地球上,所以射到地球上的白光中仍然是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 当大雨过后,你是否注意过天会更蓝,越是晴朗的天气,天越蓝,这是因为这样的天气 里,空气中的尘粒、小滴、冰晶的数量会很多。


121为什么要限制儿童看电视 电视已经是人们日常生活中不可缺少的一部分了,它可以使孩子学到一定的知识,扩大 视野。但是电视看得大多并不好,因为电视节目是一种被动性质的娱乐,时间长了,反而会 使思考力下降,而且,多少会变得单纯、紧张。有的专家认为,3 岁的孩子看电视每天不能 超过:1 小时,看电视要固定一个节目,不要一会儿换一个频道,看完一个节目以后应带孩 子到外面玩玩,使生活富于变化。 另外,看电视时应在离电视机 2 米远的正面看,电视画面的高度最好与孩子的眼睛高度 一致,不可过高,以便让孩子看得自然、舒服。

122长颈鹿的脖子为什么那么长? 实际上长颈鹿的祖先的脖子也不是太长。在很早的时候,因为地球上的树木越长越高, 长颈鹿为了吃到树上的叶子,就必须伸长脖子去吃树叶。脖子短的长颈鹿因为长期吃不上食 物,就死去了,剩下脖子长的长颈鹿。而且随着时间的推移,长颈鹿为了吃到更多的树叶, 就把脖子长的特点遗传了下来。所以现在我们看到的长颈鹿的脖子都特别长

123特别寒冷的冬季为什么用湿手接触铁器时会被粘住? 实际上不只是铁,象铜、铝等其它金属也会有这种现象。这是因为当你身体上有大量水 分的部位接触到这些金属时,因为这些金属的温度极低并迅速传走接触部位的热量,导致表 面的水分结冰。实际粘连现象就是结冰造成的。知道了这些原理,你也就有了解救的方法: 别着急,一直等下去,因为身体其他部位是热的,过一会儿,身体的热 量就会渐渐地把冰融化,那时你就没有危险了。切记:千万不要在结冻时用力拉,那样会把 你的皮肤拉伤的。

124冬至后日照时间长了温度反而越来越低 年夏天最热时,气温极高,地下储存了大量热量。天气转来冷,热量逐渐散发出来, 维持地面气温,待冬至后地下存热消耗一空,这时,冷空气一来,地下在无能量散出,气温 便集聚下降。

125电扇转快时为什么象在倒转


当两幅图象出现的时间间隔不超过 0.1 秒时,两幅图象将重叠起来。这样,如果电扇的 转数适当,第二幅图象时电扇转了若干圈后叶片到达比第一幅图象稍后的位置,我们就会以 为电扇在倒转,事实上,这是我们的大脑给我们开的一个玩笑。如果你注意看,很多地方都 有这种现象!

126为什么关上电灯后,早已关上的电视机屏幕是白的? 这是因为电视机的屏幕的内表面涂有一层荧光粉,荧光粉受到光照后,能暂时保存下下 来,然后再慢慢地放出来。所以关上电灯后,电视屏幕就有些亮了。除电视机外,日光灯管 内表面也有荧光粉,它关闭后也要过一段时间才一点光亮也没有。另外,有些手表内也有荧 光粉,也有类似现象。

127为什么提倡戒烟 香烟的烟雾中含有 4000 多种化学毒素,40 多种致癌物质。吸烟是目前引发癌症、心肌 梗塞等疾病的主要原因。

一支香烟的尼古丁就可以毒死一只老鼠,20 支香烟的尼古丁可以毒死一头牛。在法国 一次吸烟比赛中,一个人一次吸了 60 支烟,当场毒死身亡。 吸烟不仅危害自己,还会危害周围的人和环境,而且被动吸烟的人比吸烟的人受害更深。 目前世界上每天都有近 10000 人死于因吸烟而导致的疾病,而我国就占了其中的三分之 一。 戒烟已成为世界的潮流。为推动戒烟,规定每年 5 月 30 日为“世界无烟日”。

128为什么先看到闪后听到雷 在夏天经常出现雷电交加的现象,而且是闪电过后几秒至十几秒才听到雷声。

雷电是云层在运动过程中产生的电荷在放电时产生的电火花,既有光也有声。只不过雷 电中的光和声比我们生活中见到的电火花强大。 之所以先看到闪电后听到雷声,是因为在空气中,光的传播速快,很快就能到达地面, 而声音在空气中的传播速度慢,过一会儿才会传到大地上来。所以就会先听看到闪电后听到 雷声了。实际上闪电和雷声是同时出现的。 传到地面的时间相差这么多,是因为光每秒钟要传播 3000000 千米,而声音在空气中只


能 1 秒钟传播 0.34 千米。声速只有光速的九十万分之一。 闪电有的长,有的短,有的声大,有的声小。你可以根据声音传到地面的时间大致判断 云层到地面的高度。光到地面几乎用不了多少时间,可以认为是 0,从看到闪电到听到雷声, 间隔多少秒再乘以 340 米,就是闪电处到你的距离了。 雷声遇到云层或高大的建筑物后要产生反射,所以一个闪电光后雷声一般要持续一段时 间才会消失。

129为什么人不宜长久呆在空调工作的房间里 随着空调价格的下调和人们生活水平的提高,拥有空调的家庭和办公场所越来越多。 但是由此引起的感冒、发烧、头痛、血压高等现象却越来越多。

空调启动后,必须关闭门窗,室内的一氧化碳、氮氧化物、悬浮颗粒越来越多。在装有 空调的房间里还有放射性气体氡,它使人患肺癌的机会增多。因为屋内空气的污染,还会使 对人体有益的负离子减小。 为了改善室内的空气质量,可以安装负离子发生器。可以定期开窗通通风。最重要的是 要多到户外进行体育锻炼。

130为什么电视发射天线那么高?

电视接收的图象和声音都是靠无线电波传送的,而无线电波要靠天线发射。电视节目 的发射和接收用的电波只能按直线传播的。 电波在传播过程中,如果中间被高大的物体挡住,电视接收天线就接不到远方的电视节目。 为了防止高大物体挡住电波,电视发射天线一般都有几百米高。 实际上,接收天线一般也是架在户外比较高的地方,其中的原因和刚才说的一样。所以 接收天线越高,所接收的电视信号的来源越广,看到的节目数越多。但接收天线架高后,一 定要防雷。

131为什么火箭和飞机的头部是尖的?


我们看到的火箭和飞机的头部都是尖的,这是为了减小它们在飞行中空气所带来的阻 力。不要说飞机火箭那么快的速度了,就是你在高速行驶的汽车上伸出头来,也会体会到空 气阻力的具大。 速度越快,这种阻力越大。把头部做成尖的,就会减小这种阻力了。 实际上,即使做成尖的,阻力还是很大的,还会使飞机和火箭因为摩擦带来许多热量, 所以高速火箭一般在飞行时还要采取一些降温措施。

132为什么地球上有那么多山? 在地球上,陆地面积只有地球表面面积的三分之一左右,山地面积又占陆地面积的近 三分之一。地球上为什么会有这么多的山呢? 这是因为地壳在地球的转动过程中,部分地区出现挤压现象造成的。地壳在挤压过程中, 比较容易发生断裂,在断裂的两侧相对地上升或下降,就会形成山脉。 比如喜马拉雅山脉就是这样形成的,而且它还在不断地升高。

133为什么雨后的天空会出现彩虹? 夏天的雨后,天空常常出现半圆形的彩虹,这是因为在雨后,空气中会有大量的小水 滴悬浮在空中,当光线经过这些水滴时,光就会出现折射现象,又因为在光的折射过程中, 红橙黄绿蓝靛紫等色光的折射角度不相同,就形成了我们所看到的彩虹。 彩虹的明显程度,取决于空气中小水滴的大小,小水滴体积越大,形成的彩虹越鲜亮, 小水滴体积越小,形成的彩虹就不明显。 一般冬天的气温较低,在空中不容易存在小水滴,下阵雨的机会也少,所以冬天一般不 会有彩虹出现。

134为什么熟鸡蛋能竖立旋转 把一只煮熟的鸡蛋放在桌上旋转,如果用力合适,它转着转着就会竖立起来,而生鸡蛋 就不会这样。英国和日本科学家对这一现象作出了物理学解释。 熟鸡蛋在旋转过程中竖立起来,这看上去是违反物理规律的,因为它的重心升高,整个 系统的能量似乎增加了。科学家在 28 日出版的英国《自然》杂志上报告说,事实上是熟鸡


蛋的部分旋转能量在蛋壳与桌面之间的摩擦力作用下转换成了一个水平方向的推力,使熟鸡 蛋的长轴方向改变,在一系列的摇晃震荡中由水平变为垂直。而生鸡蛋的内核是液态,会吸 收旋转能量,使它不能转化为推力,因此生鸡蛋在旋转时不会竖立起来。 科学家说,产生这一现象的关键是蛋壳与桌面间的摩擦力要恰到好处。在完全光滑的桌 子上,旋转的鸡蛋不会竖立起来。而桌面太粗糙了也不行。此外,鸡蛋的旋转速度也要合适, 在大约每秒 10 转的临界速度以下,鸡蛋不会竖立起来。科学家还发现,鸡蛋能否竖立起来 与其旋转的初始方向没有关系,而且鸡蛋也能以任一端立着旋转。

135北京时间取自哪里 各国的标准时间一般以首都所处的时区来确定。但我国辽阔的疆土东西跨了 5 个时区, 授时中心必须建在中心地带,而陕西正处于我国大地的中心位置,这样“北京时间”就不在 北京而在陕西确定和发出的。北京时间是东 8 区的时间,它的中央经线是东经 120°的地方 时。从地图上我们可以查到北京位于东经 116°22',与东经 120°相差 3°38'。以 15°为一 小时,可以算出“北京时间”比真正的北京地方时约早 15 分钟。

136为什么月食发生在初一而不是十五 日食只会发生在当月球位于太阳和地球中间,并沿同一条直线排列时。这种条件只有 当月球同太阳会合时才会具备,也就是在新月时(新月的第一天),此刻太阳位于月球轨道 与黄道上(地球绕太阳公转的轨道平面)的两个交点之一,也就是位于月球切割黄道的两个 点之一。这就是为什么日食只发生在月球新周期初始阶段的原因。

137海水为什么是蓝色的 舀一勺海水看看,海水既不是蓝色的,也不是白色的,海水就像自来水一样,是无色 透明的。是谁给大海涂上了颜色呢?这是太阳光变的戏法。 太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光组成的。当太阳光照射到大海上, 红光、橙光这些波长较长的光,能绕过一切阻碍,勇往直前。它们在前进的过程中,不断被 海水和海里的生物所吸收。而像蓝光、紫光这些波长较短的光,虽然也有一部分被海水和海 藻等吸收,但是大部分一遇到海水的阻碍就纷纷散射到周围去了,或者干脆被反射回来了。 我们看到的就是这部分被散射或被反射出来的光。海水越深,被散射和反射的蓝光就越多, 所以,大海看上去总是碧蓝碧蓝的。

138海市蜃楼看到的是正立像还是倒立像


海市蜃楼是由于海水的热容量很大,在强烈的阳光照耀下,水温也不容易升高。这时, 海面上的空气层出现了上暖下冷的现象,使得空气的密度上层小下层大。在无风的天气里, 这样的空气层保持着相对的稳定。 如果海边有一位观察者,海中 A 处有一个小岛。由 A 发出的光从密度大的空气下层(光 密介质)向上射,由于空气的密度逐渐变小,所以光会逐渐偏离法线方向(即折射角逐渐增 大),沿着一条曲线 AC 前进。光线到达 C 点时,由于人射角恰好大于临界角,发生了全反 射。光从 C 点折回后,则从密度小的空气上层进入密度大的空气下层,光线会逐渐靠近法 线方向,沿曲线 CO,进入观察者的眼睛。而观察者见到的小岛的像是沿着曲线 OC 在 0 点 的切线方向,显然小岛的像 A'比小岛 A 的位置抬高了许多,所以这种幻景也称为上现蜃景。

除了在海边看到的上现蜃景之外,还有一种下现蜃景,这要在沙漠中才能见到呢。由于 沙漠地区很干燥。在强烈的阳光下很容易升温。而空气不擅导热,这就使得下层的空气因靠 近地面温度较高,离地几米高的空气层温度就要低得多、这样,空气层的密度是上面大下面 小。如果在观察者前方较远的 A 处有一株树,A 处的树向下投射的光线进入下层空气时, 因那里的空气密度较小,折射光线会逐渐偏离法线方向,并在 C 处入射角超过了临界角, 发生了全反射。全反射后的光线再逐渐向靠近法线方向偏折,最后进入观察者的眼中。从图 中可以看出,观察者见到的树的像 A'要比树的实际位置低得多,所以这种沙漠幻景也称为 下现蜃景。在下现蜃景中看到的是倒像。

139三九天为何最冷 作为对寒冬的记时方法,我国民间将冬至后的81天划分为9个阶段,每一个阶段为9 天,称作“冬九九”,也就是常说的数九寒天。其中,每年冬至后的第19天至27天称为 “三九”。 一年中,冬至这天白昼最短,太阳光线与地面的夹角最小,地面得到太阳热量最少,应该说 最冷在冬至了,但是事实却不然,倒是“冷在三九”。这是为什么呢? 气象专家说,地面的气温冷暖,不仅是受太阳光线照射强弱的影响,而且还与地面散热 有关。由于夏至以后,昼长夜短,太阳光线与地面的夹角较大,地面获得的热量最多,而且 夜间散热较少,使地面的热量储存逐渐增多,到了冬至,虽然太阳照射时间较短,太阳光线 与地面的夹角最小,但是地面在夏秋储存的热量还可以补充,所以天气不见得很冷。 到了“三九”,由于地面接受太阳热量较少,使夜间散热超过白天所吸收的热量,这时 地面储存的热量已消耗殆尽,由于热量入不敷出,造成地面温度逐渐下降,天气越来越冷。 此时如果有冷空气的影响,天气就变得严寒了。因此,“三九”天气最寒冷。 140山谷的风是怎样形成的 山区的风有这样的特点:白天风经常是从山谷吹向山腰、山顶的,这称之为“谷风”; 晚上风经常从山顶、山腰吹向山谷,这叫做“山风”。这种风是怎样形成的呢? 白天太阳出来后,阳光照在山坡上,空气受热后上升,沿着山坡爬向山顶,这就是谷风。


夜间,太阳下山,山顶和山腰冷却得非常快,因此靠近山顶和山腰的一薄层空气冷得也特别 快,而积聚在山谷里的空气还是暖暖的。这时,山顶和山腰的冷空气,一批批地流向谷底, 这种从山顶和山腰流向山谷的空气,就形成了山风。 “山谷风”常发生在晴好而稳定的天气条件下,热带和副热带在旱季、温带在夏季时 最易形成

141为什么牛在卧地休息时嘴总不停地咀嚼呢? 这是因为牛吃食物的速度很快,食物还没有来得及磨碎就进入了胃。在休息时,没有来 得及完全磨碎的食物又返回到口腔里,继续咀嚼磨碎,然后再进入胃里进行再次消化。这样 的动物除了牛以外,还有羊。

142飞行伞知识 什么是飞行伞? 飞行伞是一种双足起降、以充气软翼为主体的飞行器。其飞行动力是风力、重力和飞行 员的操纵力。 飞行伞的组成部分? 飞行伞由伞体、伞绳、操纵带和鞍具组成。另外,还有刹车绳,用来控制飞行的速度和 方向,挂钩,用来连接伞绳和鞍具。分述如次: (1) 伞体:是由上层、下层、和隔间(气室)组成的。材质为 30 丹尼的强力尼龙布。 (2) 伞绳:可分为 ABCDE 共五组。材质为防弹纤维内芯,外敷尼龙。 (3) 操纵带:是将各组的伞绳相连接的组合带,依设计性能而有所不同。一般有 ABCD 四组。 (4) 鞍具:即套带。分为肩带、胸带与腿带。胸带有 H 型及交叉型。为了保护飞行者的 脊髓,通常类套带的下方与背部装有海绵或防弹纤维板、玻璃纤维板、气囊等保护装置。另 外,在肩带前方各有一个挂钩,用来连接伞体与飞行员。 飞行伞和降落伞是一回事儿吗? 不是一回事儿。飞行伞有点象一个现代化的、可以操纵的空中滑行降落伞,但它与降落 伞有几点重要的不同之处: (1) 结构:飞行伞是一种起降设备,因此没有 DROUGE 伞或滑件,其构造也更为轻盈 (因为它不需要承担高速降落中猛然打开时的冲力)。飞行伞的伞衣气室较多,伞绳也较细。 (2) 起飞方式:飞行伞一定要由一个有落差的山坡上逆风起飞,借着向前跑的速度及风 吹的速度,产生將伞翼往上提的『升力』后,便会将人帶离地面。而高空跳伞必須要有航空 载具,如:飞机、热气球等。


(3) 开伞程序:飞行伞在起飞前,已將伞衣打开铺在地面。高空跳伞是跳离载具后,经 过一段自由落体(或立刻)将伞衣由伞包中拉出。 (4) 飞行性能:飞行伞可盘旋、滑翔、爬升、越野、滞空。 高空伞仅能下降。 ( 5)外观:飞行伞的翼展较长,形狀接近梭形。高空伞为长方形, 且上方多一个小小的 引导伞,在跳伞员的头顶上有一块方形的減震布,用來減轻伞翼张开时的震动。 飞行伞与滑翔翼有什么区别? (1) 滑翔翼有一个刚性框架,能保持翼体的三角形的形状。飞行伞的伞衣则靠空气压力 维持其梭形、橢圓形、橄欖形的形状。 (2) 滑翔翼的的空气动力学结构较为明朗,其飞行速度比飞行伞要快得多。 (3) 滑翔翼的飞行员一般悬挂在翼体下方俯式飞行,其身体外包着一个象虫蛹似的吊 袋。飞行伞的飞行员一般是坐在一个椅子式的鞍具上(有时为仰式),胸前有两根吊袋与伞衣 连接。 (4) 操纵方式:滑翔翼是利用身体的重心移动来操纵:前推-加速;后拉-减速;左移 左转;右移-右转。飞行伞则是利用两条操纵绳,拉左手-左转;拉右手-右转;拉双手-减速。 大概要花多少钱? 飞行伞连同鞍具的售价大约在 1 万到 5 万人民币之间。不同型号、级别和品牌的飞行伞, 价格相差至为悬殊。以下是可能的费用清单: 学费:1500-2000 元 滑翔伞:10000-25000 元 鞍具:3000-5000 元 备份伞:3500-7000 元 一具伞能用多久? 在使用中,飞行伞会因为磨损、拉扯(这是主要因素)和风吹日晒等多种因素而老化。 其使用寿命一般在 4 年左右,当然这同使用条件和使用频度有着相当密切的关系。 在空中飞行时应遵守什么交通规则? 空中飞行并不象很多人认为的那样是无拘无束, “天高任我飞”。由于在同一空域往往有 多架飞行器同时飞行,所以我们也必须象在地面开车时一样,遵守特定的交通规划,以避免 意外发生。一般规则如下: (1) 速度快的要让速度慢的。 (2) 有动力的要让无动力的。 (3) 同向時,高度高的要让高度低的。 (4) 同向又同高度時,右边的先行。 (5) 两方相遇时各向右转。 (6) 超越時应由右方超越。 (7) 进入热气流盘旋时,以先进入气流者的方向为方向。 (8) 右侧靠山壁者可直行。


(9) 不要到当地航空管制部门指定的空域范围之外飞行,以免误闯军事敏感区、国家安 全敏感区、边境管理区等。

143滑翔伞知识 滑翔翼是怎样控制的? 滑翔翼是通过移动飞行员对翼体的重心位置来实现控制的。飞行员通过一条吊带悬挂在 滑翔翼的下方(因此又叫“悬挂滑翔”),带动这条吊带的末端朝前、后、左、右四个方向移 动,得以改变整个滑翔翼的重心。这样,滑翔翼就会按飞行员的想法前后俯仰或左右倾斜, 并通过这些动作控制滑翔翼的飞行速度和飞行方向。 滑翔翼一般能飞多高(多远)? 这在很大程度上取决于滑翔翼当时的飞行条件。目前的飞行纪录是最远 480 公里、最高 6000 米。以上纪录均已经过 FAA 确认。再明确点说,夏季在美国西部一般可飞到 1500 米 到 3000 米,飞行距离可超过 160 公里。 一次飞行可以持续多长时间? 这也取决于当时的飞行条件。高空飞行一般历经数个小时。天气好的时候,飞行员在太 阳落山之前都不需要降落。 滑翔翼的起飞和降落场地应当选在哪里? 一般而言,任何障碍较少、坡度超过 6:1、迎风的斜坡都可以作为起飞场地。风速在 25-32 公里/小时之间时,飞行员只要从山坡上跑下去就可以起飞。在没有山坡的地方,可以使用 卡车、绞盘或轻型飞机拖拽起飞。 滑翔翼的降落场地的选择标准因飞行员的飞行技能高低而异。有经验的飞行员应当能够 在 15x20 米、没有障碍物的平坦场地上安全降落。当然,这一要求会因当时的风速和周边环 境而异。 飞滑翔翼安全不安全? 同任何航空运动一样,如果粗心大意,飞滑翔翼也会导致危险。这就是说,飞滑翔翼是 一种相当安全的运动。美国生产的滑翔翼现在均需经过 HGMA(滑翔翼制造商协会)的耐飞性 认证方可售卖。因此,只要是在厂家公布的飞行指标内使用,现在的这些滑翔翼绝不会出现 结构性的损坏。另外,在所有的高空滑翔翼飞行中均使用备份伞,因此,即使万一滑翔翼发 生严重损毁或完全失去控制,飞行员的人身安全也可以得到保障。 另外,滑翔飞行守则已日渐完善,多数学员都是由有资质的教练辅导,循序渐进地进行 练习。因此,以前那种未经培训的人在危险的场地进行不安全演练的事已基本上成为历史。


尽管如此,飞行员还是会有这样那样的判断错误,而蓝天从来不会谅解这些错误。在美 国,每 1 万名滑翔翼飞行员里面,每年有 5 到 10 名出过严重的飞行事故,约有 50 到 100 名受过需要医治的外伤。绝大部分的飞行员在其整个运动生涯中都平安无事,基本上没受过 较大的外伤。 在起飞、滑翔和降落时,是不是一定要很大风呢? 滑翔翼可以在 0 到 50 公里/小时的风速中安全地起飞、滑翔和降落。风速超过 65 公里/ 小时时,气流变得紊乱而不规则,所有类型的飞行都开始变得不舒服了。一般而言,起降时 的最佳风速为 8-32 公里/小时(与场地条件有关)。当滑翔翼起飞之后,风速就变得不那么重 要了,因为这时飞行员已经可以控制滑翔翼的空速。 滑翔翼是怎样上升的? 在自然界中,除了有水平方向的风外,还有从地面吹往天空、竖直方向的风。滑翔翼如 果遇到了这种上升气流,就会同它一起上升。滑翔翼(及任何其它使用上升气流的飞行器)翱 翔的基本规则是寻找上升气流,并飞到里面去。上升气流有多种成因,最常见的是山脊气流 和热气流。当水平方向的风吹到障碍物(在这里是山脊)上时,它被迫冲往上方,这就是山脊 气流。当某处地面(水面)被太阳晒热,并将热量传导给附近的空气时,热空气上升,就形成 热气流。 一般而言,山脊气流沿山脉呈带状分布,飞行员在其中来回穿梭。而热气流则始于地面 上的某一点,呈柱状或热气泡状上升,飞行员在该区内盘旋上升。 飞行当中的温度变化情况怎样? 滑翔翼可在温度低至零下数度的冬季飞行,也可在赤日炎炎的沙漠地区飞行。高度每升 高 300 米,空气温度将下跌 4 华氏度。因此,飞行员在高空飞行中必须经受较低的气温。夏 季,如果你计划飞到 3600-4200 米以上,就需要穿着能保暖的衣服,以免受冻。 玩滑翔翼对体格有特殊要求吗? 几乎人人都可以飞滑翔翼。如果您能肩扛 23-32 公斤的东西慢跑,您就能够学会飞滑翔 翼。当然飞行并不需要您特别大力,因为您的体重是由吊带、而不是您的双臂负担的。但在 恶劣天气下的长时间飞行就需要有较稳健的耐力。飞行员在循序渐进的学习中,可以逐步地 提高这种耐力。 对飞行员的年龄、性别、体重和身高有无限制? 飞滑翔翼的人从十几岁到八十几岁的人都有。这项运动对心理的要求大过对生理的要 求。如果一个人的心智足够成熟,能够对关乎其生命安全的事件作出正确判断,并能有适当 的反应,就可以说他到了适合飞行的年龄了。


飞行主要靠的是平衡感和耐力,而不是李元霸那样的蛮力。所以无论男女都可以成为优 秀的飞行员。当然,性别比例因地而异。在美国,约有 10%-15%的滑翔翼飞行员是女性。 飞行员的体重也不太重要,关键是他们必须使用适合他们尺寸的伞具。较重的飞行员需 要大号伞具,较轻的飞行员则需要较小号的伞具。一般滑翔翼飞行员的体重约在 40 到 110 公斤之间。体重不在本范围内的人就不容易找到适合他们使用的伞具了。当然,特别胖的人 可以使用特别设计的双人伞。身高与能不能飞行之间也没有必然的关系。当然,一般伞具是 为 1.5-2.0 米高的人设计的。对于身高不在本范围内的人,伞具和鞍具都要做适当的修改。 飞滑翔翼要取得什么牌照吗? 不一定。但美国有一种类似 FAA 执照的牌照,由 USHGAK(美国滑翔翼协会)负责发放。 牌照的级别由飞行员在指定操作规程下的飞行技能和熟练程度(从初级到高级)决定,并据此 限制他们的飞行范围。比如,入门级的飞行员只能从低于 30 米的山坡上、在微风中飞下, 并须由教练协同演练。虽然这些限制并不象 FAA 飞行员执照那样具有法律效力,美国大部 分的飞行场都要求进场者持有指定级别的 USHGA 飞行牌照。 学习飞行滑翔翼应当怎样开始呢? USHGA 定期对滑翔教练和学校进行考评。飞滑翔翼的安全度之所以能在这 20 年来屡 创新高,是因为 USHGA 规定所有学员都必须跟随合格的教练进行练习。可以通过电话(719) 632-8300 向 USHGA 索取合格学校的目录。 要求训练的时间依学员的天份和训练条件而定。一般人都需要上 5-10 次课,历时 3-6 个月才能够取得前两个级别的飞行牌照——入门级和初级牌照。训练终了时,学员应当能够 在 100 到 1000 米高的空中,在微风中飞行。这时,才可以在教练或高级监察员的陪同下到 较差的飞行环境中演练。 大概要花多少钱? 学校学习滑翔,并以零售价购买全套新设备,则全部费用可能高达 5000 多美元。如果 你购买二手设备,则可能花 1000 多美元就可以了。然而,购买二手伞具时,一定要请有经 验的、熟悉伞具的飞行员进行全面细致的检查。以下是可能的费用清单: 训练学费(初级):$400 - $1000 (美元,下同) 训练用滑翔翼:$400 - $1500 (旧) $2000 - $3500 (新) 鞍具:$50 - $300 (旧) $150 - $600 (新) 备份伞:$200 - $300 (旧) $350 - $400 (新) 头盔:$80 - $300 (新) 好在你可以分批购买这些设备。在入门阶段,一般培训学校都会提供训练用伞具,但过 了这个阶段之后他们就希望学员自行购伞了。对于 100 米以下高度的飞行,备份伞并不怎么 有用,因此在初级阶段之前也不需要购买。


在中国,你可能需要按如下清单准备各项费用: 学费:1500 元 滑翔伞:20000-50000 元 鞍具:3000-5000 元 备份伞:3500-7000 元

144了解月球 月球是地球唯一的天然卫星。距地球 384400km。半径 1738km,相当于地球半径的 0.27 质 量 7.35×10^22kg 相当于地球的 1/81.30。 一、月球的轨道运动 月球以椭园轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大 园称“白道”。白道平面不 重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。 周期 173 日。 二、月球的自转 月球在绕地球公转的同时进行自转,周期 27.32166 日,正好是一个 恒星月,所以我们看 不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”,几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行 星对卫星长期潮汐作用的结果。 天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到 59%的月面。主要有以下原因: 1、在椭园轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。 2、白道与赤道的交角。 三、月球的物理状况 月面的地形主要有: 1、环形山。这个名字是伽利略起的。它是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。 最大 的环形山是南极附近的贝利环行山,直径 295 千米,比海南岛还大一点。小的环行山甚至可 能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于 1000 米的大约有 33000 个。占月面表面积的 7-10%。 有个日本学者 1969 年提出一个环形山分类法,分为克拉维型(古老的环形山,一般都面 目全非,有的还山中有山),哥白尼型(年轻的环形山,常有“辐射纹” ,内壁一般带有同心 园状的段丘,中央一般有中央峰),阿基米德形(环壁较低,可能从哥白尼型演变而来),碗 型和酒窝型(小型环形山,有的直径不到一米) 。 2、月海。肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因, 这个名不副实的名称保留到了现在。已确定的月海有 22 个,此外还有些地形称为“月海” 或“类月海”的。公认的 22 个绝大多数分布在月球正面。背面有 3 个,4 个在边缘地区。 在正面的月海面积略大于 50%,其中最大的“风暴洋” 面积越五百万平方公里,差不多九


个法国的面积总和。 大多数月海大致呈圆形,椭圆形,且四周多为一些山脉封闭住,但也有一些海是 连成一 片的。除了“海”以外,还有五个地形与之类似的“湖”----梦湖、死湖、夏 湖、秋湖、春 湖,但有的湖比海还大,比如梦湖面积 7 万平方千米,比汽海等还大得 多。 月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”,都分布在正面。湾有五个:露湾、暑 湾、中央 湾、虹湾、眉月湾;沼有腐沼、疫沼、梦沼三个,其实沼和湾没什么区别。月海的地势一般 较低,类似地球上的盆地,月海比月球平均水准面低 1-2 千米,个别最低的海如雨海的东南 部甚至比周围低 6000 米。月面的返照率(一种量度反射太 阳光本领的物理量)也比较低, 因而看起来现得较黑。 3、月陆和山脉。月面上高出月海的地区称为月陆,它一般比月海水准面高 2-3 千 米,由 于它返照率高,因而看来比较明亮。在月球正面,月陆的面积大致与月海相等 但在月球背 面,月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多,是月球上最古老 的地形特征。 在月球上,除了犬牙交差的众多环形山外,也存在着一些与地球上相似的山脉。 月球上 的山脉常借用地球上的山脉名,如阿尔卑斯山脉,高加索山脉等等,其中最长 的山脉为亚 平宁山脉,绵延 1000 千米,但高度不过比月海水准面高三,四千米。 山脉上也有些峻岭山峰,过去对它们的高度估计偏高。现在认为大多数山峰高度 与地球 山峰高度相仿,最高的山峰(亦在月球南极附近)也不过 9000 米和 8000 米。 月面上 6000 米以上的山峰有 6 个,5000-6000 米 20 个,4000-5000 米则有 80 个,1000 米以上的有 200 个。月球上的山脉有一普遍特征:两边的坡度很不对称,向海的一边坡度甚大,有时为断崖 状,另一侧则相当平缓。 除了山脉和山群外,月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在 月海中, 这种峭壁也称“月堑”。 4、月面辐射纹。月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美丽的“辐 射纹”,这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带,它几乎以笔 直的方向穿过山 系、月海和环形山。 辐射纹长度和亮度不一,最引人注目的是第谷环形山的辐射纹,最长的一条长 1800 千米, 满月时尤为壮观。其次,哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射 纹。据统计,具 有辐射纹的环形山有 50 个。 形成辐射纹的原因至今未有定论。实质上,它与环形山的形成理论密切联系。现在许多人 都倾向于陨星撞击说,认为在没有大气和引力很小的月球上,陨星撞击可能 使高温碎块飞 得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用,火山爆发时的喷 射也有可能形成四 处飞散的辐射形状。 5、月谷。地球上有着许多著名的裂谷,如东非大裂谷。月面上也有这种构造----那些看来 弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷,它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米 不等。 那些较宽的月谷大多出现在月陆上较平坦的地区,而那些较窄、较小的月谷(有 时又称 为月溪)则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海 的阿尔卑斯 大月谷,它把月面上的阿尔卑斯山拦腰截断,很是壮观。从太空拍得的照 片估计,它长达 130 千米,宽 10-12 千米


1452028 年以前的日食时间表 年 月 日 类型 最佳观测点 2003 5 31 环 格陵兰岛 2003 11 24 全 印度洋、南极洲 2005 4 9 全环 太平洋、南美洲北部 2005 10 3 环 大西洋、非洲、印度洋 2006 3 29 全 巴西、大西洋、非洲、土耳其、苏联 2006 9 22 环 南美洲北部、大西洋、印度洋 2008 2 7 环 南极洲、太平洋 2008 8 1 全 加拿大、北冰洋、苏联、中国 2009 1 26 环 大西洋、印度洋、印度尼西亚 2009 7 22 全 印度、中国、太平洋 2010 1 15 环 非洲、印度洋、缅甸、中国 2010 7 12 全 太平洋、南美洲南部 2012 5 21 环 中国、日本、太平洋、美国 2012 11 14 全 澳大利亚、太平洋 2013 5 10 环 澳大利亚、伊里安岛、太平洋 2013 11 3 全环 大西洋、非洲 2014 4 29 环 南极洲 2015 3 20 全 大西洋、斯匹次卑尔根群岛、北冰洋 2016 3 9 全 印度尼西亚、太平洋 2016 9 1 环 大西洋、非洲、印度洋 2017 2 26 环 太平洋、南美洲南部、大西洋、非洲南部 2017 8 22 全 太平洋、美国、大西洋 2019 7 3 全 太平洋、南美洲 2019 12 26 环 阿拉伯半岛、印度、印度尼西亚、太平洋 2020 6 21 环 非洲、阿拉伯半岛、巴基斯坦、中国、太平洋 2020 12 15 全 太平洋、南美洲南部、大西洋 2021 6 10 环 北美洲东北部、北冰洋、苏联 2021 12 4 全 大西洋、南极洲、太平洋 2023 4 20 全环 印度洋、伊里安岛、太平洋 2023 10 15 环 太平洋、北美洲南部、南美洲北部、大西洋 2024 4 9 全 太平洋、北美洲南部、大西洋 2024 10 3 环 太平洋、南美洲极南部、大西洋 2026 2 17 环 南极洲、印度洋 2026 8 13 全 北冰洋、格陵兰岛、大西洋、欧洲极西部 2027 2 6 环 太平洋、南美洲极南部、大西洋 2027 8 2 全 大西洋、非洲极北部、亚洲极西南部、印度洋 2028 1 26 环 太平洋、南美洲北部、大西洋、欧洲西部 2028 7 22 全 印度洋、澳大利亚、太平洋

146恒星的一生是怎样的


恒星通常是在星际气体中诞生的。在宇宙中,当星际气体的密度增加到一定程度时,由 于其内部引力的增长大于气体压力的增长,这团气体云就开始收缩。这样的倾向一开始,其 自身引力使巨量物质的密度普遍增大。巨大质量的星际物质开始变得不稳定。这些巨量的星 际气体与尘埃坍缩进行得越来越迅猛,开始分裂形成较小的云团,密度也增大了许多。这些 较小的云团最终将各自成为一颗恒星。由于星际物质的质量通常非常巨大,通常在太阳的一 万倍以上,所以恒星总是一下子一大批地降生。 如果有一团星际气体超过通常的星际物质(每立方厘米一个氢原子)的密度,达到每立 方厘米已达六万个氢原子。开始时这团气体是透光的,发出的光热辐射不受周围物质的牵制, 畅行无阻地传到外面。物质以自由落体的形式落到中心,在中心区积聚起来。本来质量均匀 分布的一团物质,变成了越往里密度越大的气体球。随着密度的增大,中心附近的重力加速 度越来越大,内部区域物质的运动速度的增长表现得最为突出。开始几乎所有的氢以分子的 形式存在,气体的温度也很低,总不见升高,这是因为它仍然过于稀薄,一切辐射都能往外 穿透,溃缩着的气体球受到的加热作用并不显著。经历几十万年后,中心区的密度逐渐变大, 在那里,气体对于辐射来说变得不透明了。这时核心便开始升温,随着温度的上升,压力开 始变大,坍缩逐渐停止。这个特密中心区的半径通常和木星轨道半径相近,而它所含的质量 只及整个坍缩过程中涉及的全部物质的 5%。物质不断落到内部的小核上,它带来的能量在 物质撞击到核心上时又成为辐射而放出。与此同时,核心在不断缩小,并变得越来越热。 温度达到二千度左右时,氢分子开始分解成为原子。核心开始再度收缩,收缩时释放出 的能量将把所有氢分子都分解为原子。这个新生的核心比今天的太阳稍大一些,不断向中心 落下的外围物质最终都要落到这个核心上,一颗质量和太阳一样的恒星就要诞生了。 人们将这样的天体称为“原恒星”,它的辐射消耗主要由下落到它上面的物质的能量来 补充。由于密度和温度在升高,原子渐渐地丢失了它们的外层电子。落下的气体和尘埃形成 了厚厚的外壳,使光无法穿透。直至越来越多的下落物质和核心联成一体时,外壳才透光, 发光的星体突然露出来。其余的云团物质还在不断向它落下,密度还在不断增大,内部温度 也在上升。直至中心温度达到一千万度发生聚变。一颗原始的恒星诞生了。 在反抗引力的持久斗争中,恒星的主要武器是核能。它的核心就是一颗大核弹,在那里 不断地爆炸。正是因为这种核动力能自我调节得几乎精确地与引力平衡,恒星才能在长达数 十亿年的时间里保持稳定。 热核反应发生在极高温度的原子核之间,因而涉及物质的基本结构。在太阳这样的恒星 中心,温度达到一千五百万开氏度,压强则为地球大气压的三千亿倍。在这样的条件下,不 仅原子失去了所有电子而只剩下核,而且原子核的运动速度也是如此之高,以至于能够克服 电排斥力而结合起来,这就是核聚变。 恒星是在氢分子云的中心产生的,因而主要由氢组成。氢是最简单的化学元素,它的原 子核就是一个带正电荷的质子,还有一个带负电荷的电子绕核旋转。恒星内部的温度高到使 所有电子都与质子分离,而质子就像气体中的分子在所有方向上运动。由于同种电荷互相排 斥,质子就被一种电“盔甲”保护着,从而与其他质子保持距离。但是,在年轻恒星核心的 一千五百万开氏度的高温下,质子运动得如此之快,以至于当它们相互碰撞时就能够冲破“盔


甲”而粘合在一起,而不是像橡皮球那样再弹开。 四个质子聚合,就成为一个氦核。氦是宇宙中第二位最丰富的元素。氦核的质量小于它 赖以形成的四个质子质量之和。这个质量差只是总质量的千分之七,但是这一点质量损失转 化成了巨大的能量。一公斤氢变成氦时所释放的能量,足以使一只一百瓦的灯泡长明一百万 年。像太阳那样的恒星有一个巨大的核,在那里每秒钟有六亿吨氢变成氦。巨大的核能量朝 向恒星外部猛烈冲击就能阻止引力收缩。 恒星中心释放的能量作为光子辐射出来,然而光子要经过漫长的路程才能到达太阳表面 并逃逸到星际空间。虽然光子的速度将近每秒钟三十万公里,太阳的半径是七十万公里,但 从太阳中心发出的光子到达太阳表面的时间却不是二点三秒。那些光子得花上约一千万年才 能走完这段路程。我们地球上现在收到的阳光,是八分钟前离开太阳表面的,但是它从太阳 核心产生时,猿类和早已灭绝的柱牙象还在非洲行走,而非洲与欧亚大陆还未相连。 然而,“恒定”的演化历程终将结束,熊熊烈焰熄灭后,恒星将化为余烬。当所有的氢 都变成了氦时,核心的火就没有足够的燃料来维持,恒星在主序阶段的平静日子就到了尽头, 大动荡的时期来到了。 一旦燃料用光,热核反应的速率立即剧减,引力与辐射压之间的平衡被打破了,引力占 据了上风。有着氦核和氢外壳的恒星,在自身的重力下开始收缩,压强、密度和温度都随之 升高,于是恒星外层尚未动用过的氢开始燃烧,外壳开始膨胀,而核心在收缩。 在大约一亿度的高温下,恒星核心的氦原子核聚变成为碳原子核。每三个氦核聚变成一 个碳核,碳核再捕获另外的氦核而形成氧核。这些新反应的速度与缓慢的氢聚变完全不同。 它们像闪电一样快地突然起爆(氦闪耀),而使恒星不得不尽可能地相应调整自己的结构。 经历约一百万年后,核能量的外流渐趋稳定。此后的几亿年里,恒星处于暂时的平稳,核区 的氦在渐渐消耗,氢的燃烧越来越向更外层推进。但是,调整是要付出代价的,这时的恒星 将膨胀得极大,以使自己的结构适应于光度的增大。它的体积将增大十亿倍。这个过程中恒 星的颜色会改变,因为其外层与高温的核心区相距很远,温度就低了下来。这种状态的恒星 称为红巨星。 红巨星时期的恒星表面温度相对很低,但极为明亮,因为它们的体积非常巨大。肉眼能 看到的最亮的星中有许多就是红巨星,如参宿四、毕宿五、大角、心宿二等。我们的太阳在 五十亿或六十亿年后也将变成一个红色“巨人”。当核心的氢耗完时,太阳就开始膨胀,那 时水星将化为蒸汽,金星的大气将被吹光,地球上的海洋将沸腾。然后太阳还会继续膨胀, 并将地球纳入它的势力范围。地球被烧焦的残骸会继续在巨型太阳灼热而极稀薄的大气里转 圈。红巨星外层物质的密度比地球实验室里能得到的最好真空还要低得多。 在恒星大膨胀成为红巨星,热核反应速率也不可逆转地衰减之后,恒星吹出气体并收缩 到地球那样大小,即几千公里直径。物质的浓缩使得星体表面温度大为升高,以至真正成为 白热。小尺度和高表面温度这两个特征,使这种星得名为白矮星。 白矮星是中等质量恒星演化的终点,在银河系中随处可见。它的质量越大,半径就越小。 由于没有热核反应来提供能量,白矮星在发出辐射的同时,也以同样的速率冷却。但是,白


矮星本性节俭,它在形成后要经过数十亿年的冷却时间。白矮星的变暗过程是如此之慢,自 一百五十亿年前宇宙创生和第一批恒星出现以来,恐怕还没有一个黑矮星形成,这里需要极 大的耐心。太阳正处在其主序阶段的中点,还要经过五十亿年才到行星状星云那样的“高龄”, 它将再短暂地活跃十万年,然后成为一颗白矮星并在一百亿年中缓慢地死去,最后作为一颗 黑矮星而永存。 离开主序时质量超过八倍太阳的恒星能制造重原子核。在温度升到六亿开氏度时,碳保 不住了,相互猛撞并聚合成氖和镁。一条“生产线”就此建立,因为每个新的热核反应都能 释放更多的能量,使温度升得更高,从而导致新的转变。然而核转变并不能就无限制地继续, 反应的洪流最后都朝着一个元素汇集:铁。铁是大质量恒星核心的最后灰烬。与此同时恒星 还不断地膨胀其外壳以调节平衡,它会膨胀到一个异常巨大的尺度,成为红超巨星。红超巨 星是宇宙中最大的恒星。如果把这样一个星放在太阳系中心,它将吞没包括远在五十亿公里 外的冥王星在内的所有行星。

虽然铁核的温度在十亿度以上,却没有能量从中流出。它不足以使超巨星维持引力平衡, 铁核就会被压得更紧密,使其中的电子处于简并态。当简并电子的巨大压力能暂时地支持外 层的重量时,恒星活动会出现一个间歇。但是当核心里铁和简并电子的质量超过一点四个太 阳质量时,电子已简并的核突然塌陷,剧烈收缩,在十分之一秒内温度猛升到五十亿度。涌 出的光子带有的巨大能量将铁原子核炸开,蜕变成氦原子核。这个过程叫光致蜕变。光致蜕 变使原子核破裂并吸收能量,恒星核心的平衡发生了前所未有的急剧变化,越来越不能抵挡 无情的重压,温度持续上升,直到氦核本身也蜕变为其基本成分:质子、中子和电子。在高 温下电子变得更不能阻挡压缩力,在零点一秒内,它们被挤压到与质子结合在一起。二者的 电荷相中和,变成为中子,同时迸发出巨大的中微子流。中子的“占据体积”要小得多,两 个中子之间的间隔,可以小到十的负十三次方厘米,也就是说,中子可以相互碰到。于是, 中子化就伴随有一场物质的内向爆炸和密度朝着简并态的巨大增长。恒星的密度达到每立方 厘米十的十四次方克,相当于在一只缝纫顶针里有一亿吨的质量。恒星核里再没有任何“真 空”留下,恒星核就成了一种主要由中子组成的巨大原子核,这种远比白矮星紧密的新的物 质简并态,就叫做中子星。 在某些质量远大于太阳的恒星的已简并的核心,继续发生着坍缩,但最终形成的并不是 中子星,而是黑洞。 没有东西能从黑洞逃逸,包括光线在内。黑洞可从大质量恒星的死亡中产生。一颗大质 量恒星坍缩后,当其引力大得无任何其他排斥力能与之相对抗时,恒星被压成了一个称为“奇 点”的孤立点。有关黑洞结构的细节可用爱因斯坦解释引力使空间弯曲和时钟变慢的广义相 对论来计算。奇点是黑洞的中心,在它周围引力极强。黑洞的表面通常称为视界,或叫事件 地平(Event Horizon)、“静止球状黑洞的史瓦西半径”,它是那些能够和遥远事件相通的时空 事件和那些因信号被强引力场捕获而不能传出去的时空事件之间的边界。在事件地平之下, 逃逸速度大于光速。这是一种人类尚未得到直接观察证实的天体现象,但它已被一些著名的 理论天文学家如霍金等在数学模型方面研究得相当完善

147你知道世界上最大的核潜艇吗


艺术家绘制的“台风”级核潜艇发射战略核导弹想象图

在俄罗斯一个靠近挪威的秘密港口,一艘“台风”级核潜艇正在进行补给。每次执行出 海任务前,潜艇上都要装上 5 吨面包、150 公斤巧克力、720 瓶葡萄酒以及 110 公斤鱼子酱。 俄罗斯海军的骄傲 亚历山大·博加乔夫舰长和他的 179 名船员都清楚地知道,自己手中所掌握的是世界上 有史以来打击精度最高、威力最大的武器之一:人类所建造过的最大的战略导弹核潜艇—— “台风”级核潜艇。 在这个庞然大物——俄罗斯海军的骄傲的面前,博加乔夫舰长这样说: “虽然发生了‘库 尔斯克’号核潜艇沉没事件,但是我的船员中没有一人灰心丧气,没有一人拒绝上艇下潜去 执行新的任务。” “台风”级核潜艇是原苏联为了抗衡美国的“三叉戟”级战略导弹核潜艇而设计的,计 划建造 12 艘。首艘“台风”级核潜艇从 1977 年开始建造,但建造了 6 艘后计划便停止了。 上个世纪 80 年代, “台风”级核潜艇正式服役,开始按照当时苏联领导人的全球战略计 划在海洋中航行。 “台风”级核潜艇诞生在冷战时期,作为一个沉默的见证者亲眼目睹了世界上发生的巨 变以及苏联的瓦解。如今虽然冷战早已结束,但是“台风”级核潜艇仍然在海洋中航行。唯 一让“台风”级核潜艇遗憾的是,在它们的战友“库尔斯克”号爆炸沉没时,它们无力施行 救援。 这种水下武器平台的技术数据是令人震惊的。它拥有钛金属制造的外壳,全长 173 米, 宽 24.6 米,高 42.7 米,相当于一座 10 层大楼,水面航行时吃水深 13 米,水下排水量可以 达到 2.65 万吨,水面航速达到每小时 30 公里,潜航速度可以达到每小时 50 公里,最大下 潜深度 500 米,持续潜航时间达到 120 天。 更惊人的是这种潜艇巨大而精确的破坏能力。 “台风”级核潜艇携带 20 枚 SS-N-20 洲际 导弹。这种当年被北约称为“鲟鱼”的导弹使用三级固体火箭推进,每枚导弹重 90 吨,携 带 10 枚 10 万吨当量的分弹头,采用惯性制导,在 8300 公里的最大射程上,误差为 500 米。 也就是说,这种潜艇携带的导弹可以从俄罗斯领海打击美国本土的任何目标。除这些战略导 弹之外,“台风”级核潜艇还携带 6 具鱼雷发射管以及 22 枚反潜导弹,以供自卫用。 全人类的隐患? 在“台风”级核潜艇上,老船员都会对新兵讲述这样一个故事:有一天他们的潜艇会悄


无声息地进入纽约港,他们能够在潜望镜中看看自由女神像,然后再自在地离开那里,就像 去郊游一样简单。的确,这种巨大的潜艇在水下航行时灵巧而易于操作,噪音非常小,难以 被声纳所发现。 很久以来,人们认为前苏联遗留下来的核潜艇舰队只是静静地停泊在各个秘密海军港 口,缺乏保养和维护,任凭岁月在外壳上留下锈蚀的痕迹。 一些科学家也警告说,这些被废弃的核潜艇随时都可能造成核灾难,是全人类的隐患。 但事实很可能不是这样。 俄罗斯武装力量正受到经费、技术和外交等多方面问题的困扰,而且因鱼雷爆炸引起的 “库尔斯克”号沉没事件也使俄罗斯核潜艇 舰队处于“台风眼”中。因此,不愿失去自己苦心经营多年才获得的战略地位的俄罗斯、 让 6 艘“台风”级核潜艇中的 3 艘退出现役,从而得到必需的零配件来保证剩下的 3 艘处于 良好的状态,使之能服役至 2015 年。这些舰艇的设计寿命本身就达到了 30 年。 在水下潜航 “台风”级核潜艇通常在北冰洋的水下航行,坚硬的外壳上覆盖着厚达一米的冰层。它 的船员也和它的外壳一样坚强。在 180 名船员中,大约有 20 多名是士兵,其他的都是军官 和士官,平均年龄为 25 岁。在上艇之前,他们首先接受长达半年的训练。他们当中有些人 是第一次登上“台风”级核潜艇。“每个人都必须有冷静的头脑和良好的自控能力,这是在 潜艇上生存必不可少的品质。”鱼雷舱指挥官亚历山大·科洛什说。 许多人会认为,在无休无止的出海航行的日子里,潜艇上的船员只能拥挤在狭小的空间 中,像一个水下的沙丁鱼罐头。他们无法见到阳光,呼吸着混浊的空气,依靠简单的食物为 生。他们的肌肉开始萎缩,神经变得迟钝……不过“台风”级核潜艇可不是水下的监狱,它 被认为是有史以来最舒适的潜艇。或许只有一艘潜艇 比它更为舒适,那就是凡尔纳在他的科幻小说《海底两万里》中所描述的由尼摩船长驾 驶的“鹦鹉螺”号。 在“台风”级核潜艇上,每位船员拥有两平方米完全属于自己的空间,这就是他们的住 舱。在一次可能长达好几个月的水下潜航中,这里没有白天和黑夜的区别,有的只是铁一样 的生活规律:执勤 4 个小时,然后是 8 个小时的清洁、休息、训练和睡觉的时间,然后再开 始 4 个小时的执勤。在休息时间里船员可以去艇上的游泳池、桑拿室、体操房或吸烟室,也 可以躺在床上看战争小说。选择去游泳池游泳的人需要有铁一般的意志和体魄,因为在潜艇 潜航时,游泳池的水温只有 4 摄氏度。大部分人会选择桑拿,然后到体操房锻炼、放松或是 聊天。 唯一没有休息时间的地方是厨房。在这里,厨师 24 小时都在忙碌着,每天要为船员准 备 4 餐。潜艇上的伙食绝对是一流的,每餐都有鱼子酱、巧克力、鱼干和葡萄酒。在潜艇浮 出水面航行的时候,船员还可以到甲板上钓鱼,尝尝新鲜的海味。


潜艇上最特别的应该是人际关系。“在潜艇上,军人之间的人际关系与军队其他单位中 的完全不一样。”博加乔夫舰长说, “在这里军衔的确受到尊重,但是我们不按照军衔来相互 称呼。所有人之间都直呼其名,在见到上级军官时也没有人会立正敬礼。我们都知道我们冒 着同样的危险,必须同舟共济。这使艇员间有着真正的友谊和信任。” 潜艇史料 最早的潜艇是 1622 年荷兰发明家德雷贝尔按照达.芬奇的设计在英国制成的。这艘用木 头制成用油皮罩密封的潜艇,在泰晤士河水下 4 米深处从威斯敏斯特航行到了格林尼治。第 一艘用于战争的潜艇是美国发明家戴维.布什内尔在 1776 年美国独立战争期间制成的龟形潜 艇,艇上装有水雷和鱼雷,虽然这艘潜艇多次企图攻击英国舰队都没有奏效,但它进行了世 界上第一次水下攻击。1885 年,西班牙海军军官、工程师伊萨克·佩拉尔提出了电动潜艇 的设想。1888 年,可以施行鱼雷攻击的佩拉尔电动潜艇正式下水。 从那以来,潜艇的发展与军事技术紧密相连。1906 年,德国的 U-1 潜艇服役,这种潜 艇能够下潜到 30 米深度,在海上持续航行 18 天。1954 年,世界上第一艘核潜艇,美国的 “鹦鹉螺”号诞生,1958 年,前苏联首艘核潜艇“共青团”号下水。1960 年,美国装载有 “北极星”战略导弹的“北极星”级核潜艇首舰“乔治.华盛顿”号服役。而“台风”级核 潜艇则代表着目前潜艇技术发展的顶峰。 “这艘战舰并不是为了毁灭什么而制造的, ”博加乔夫舰长最后说, “而是为了防止世界 上发生核战争。在目前情况下,我们的任务仍然十分重要。就我个人来说,我不喜欢打仗。 我们的孩子也不喜欢战争。我们愿意和所有的人和平相处。 ” 开启的潘多拉盒子——“台风”级核潜艇的战略导弹发射井 “台风”级核潜艇上的威力强大的 SS-N-20 潜对地洲际导弹 深海巡弋的“台风”牵动着世界核大国的神经 风霜满面的俄罗斯海军往昔雄风今犹存

148荧火虫为什么会发光 夜晚人们可以看到萤火虫一闪一闪地飞行,这是由于萤火虫体内一种称作虫萤光素酶的 化学物质与氧气相互作用,从而产生的光亮。这种被称作虫萤光素酶的化学物质像开关一样 启动这种反应,当萤火虫产生虫萤光素酶的时候,这种反应就开始了,萤火虫便会发出一闪 一闪的光亮。 能够发光的生物还有海洋中的藻类和萤科的其它昆虫,它们都是利用虫萤光素酶与氧气 产生反应,从而发出光亮的。


149为什么兔子的耳朵很长 兔子的长耳朵至少可以从两个方面帮助它:它们可以帮助兔子听到微弱的声音(像食肉 动物悄悄接近时发出的声音),并确定声音来自何处。另一个功能是帮助兔子散热。兔子的 耳朵中有许多血管,当耳朵周围的空气流动时,温暖血液的温度就会有所下降。这可以帮助 兔子调整其体内的温度。人类是通过出汗来达到这一目的的。狗通过喘气来散热,兔子则竖 起它的耳朵。这样既可以保证安全又可以降温。

150皮肤是怎样保持柔软和弹性的 奥秘在于皮肤基本组成细胞里含有半渗透薄膜,它的特性是让皮肤“百折不回”--屡 经扭折也不会使皮肤细胞变形、进而留下皱纹。 加拿大卑诗大学物理系退休教授布卢姆说,人造的防渗透物件如塑料或橡胶,折弯几千 次后总会产生裂痕,但是人类皮肤最外面的角质层不断剥落,可以保护皮肤不致在恶劣的环 境里像橡胶一样折裂,皮肤保持柔软的功臣是皮肤细胞的半渗透薄膜。这层薄膜多少会让水 分渗透进来,不信请注意观察,洗澡泡太久了,手指、脚趾是不是会出现皱纹? 大致而言,皮肤细胞的保护膜是由一种叫做“双层油脂”的液体和具伸缩性的固体薄膜骨 架共同构成,让这层薄膜具备抗耗损功能的是许多蛋白质分支,而这些蛋白质分支则由糖分 末梢组成。 他举例说,人体红细胞流经身体各部的时候,必须挤入比自己小 8 倍的微血管。他说,红 细胞里有一种材料,叫做“细胞骨层”,比乳液橡胶要柔软一百倍,这就是我们皮肤可以常 保柔软的关键

151为什么受伤的水果会变黑 这是由于受伤水果的表皮以及内部充当“保护墙”的薄膜破裂,使氧气进入水果内部 造成的。氧气会与水果中的一些化合物发生反应(通常是嵌入到这些化合物中),把这些化 合物氧化。而有很多化合物在被氧化后呈现棕黑色,这样水果的受伤部位也就变黑了。防止 水果变黑可以使用柠檬酸。因为柠檬酸非常容易被氧化,因此可以用它来清除氧气,防止水 果变黑。这就是为什么如果把苹果片放在柠檬汁中浸一下后,苹果片能够在很长时间内不变 黑的原因。

152为什么牙膏中的氟化物可防龋齿 牙齿噬斑分泌出来的酸性物质不断消耗牙齿中的矿物质--这个过程被称为脱矿物质过 程--从而造成龋齿。但是,向受到损害的牙齿部位补充矿物质,就可以修复这些龋洞。经常 局部地施用低浓度的氟化物,既可加快珐琅质晶体的生长速度,又可增大它的体积,从而把 牙齿从脱矿物质的苦难中拯救出来,走上补充矿物质的健康之路。此外,新生的珐琅质晶体 不大容易遭到酸性物质的攻击。


体内氟化物--主要通过肠胃系统进入血液循环的氟化物--有助于促进牙齿的发育过程。 氟化物进入牙胚以后,就与正处于发育阶段的珐琅质晶体发生反应,开始用氟磷灰石取代羟 基磷灰石。氟磷灰石是一种含有氟化物的晶体,它比牙齿珐琅质中的普通晶体成分羟基磷灰 石具有更强的抗腐蚀能力。 氟化物防止龋洞的方式有好几种:把羟基磷灰石转换成难以溶解的氟磷灰石,降低珐琅 质在酸类中的可溶性;对牙齿噬斑直接产生影响,降低噬斑生物体分泌酸性物质的能力;加 快那些因为受酸性物质侵蚀而脱钙的牙齿珐琅质部位的矿物质补充速度。 氟化物的上述作用很可能是同步进行的,但补充矿物质是关键,因为这既可以阻止龋齿 变本加厉,又可以增加抗腐珐琅质的表面积。

153为什么有淡水鱼和盐水鱼之分 全世界目前约有 2.2 万种鱼,它们分布在几乎所有尚未受到严重污染的咸水或淡水环 境中。生活在海洋、湖泊、江河和溪流中的这些鱼类经历了数百万年的漫长进化期,并已习 惯了各自不同的生存环境。不同的鱼类具有不同的生理机制:淡水鱼生活在缺盐的水域中, 所以它们需要把盐聚集到体内;而咸水鱼则恰恰相反,它们生活在高渗环境中,所以须把多 余的盐排泄出去。既可以在淡水中生存也可以在咸水中生存的鱼类则更加奇妙,它们同时具 有聚盐和排盐这两种生理机制! 实际上,鱼是按照盐分耐受性进行分类的。只能在狭盐分范围的水域中生存的鱼被称为 狭盐性鱼;金鱼等淡水鱼和金枪鱼等海鱼,都属于这种鱼类。能在盐分各不相同的水域中生 存的鱼被称为广盐性鱼,如大麻哈鱼、鳗、产于北美大西洋沿岸的眼斑拟石首鱼等,它们既 可以从淡水地区迁徙到微咸的水域,也可以从微咸的水域迁徙到很咸的水域--当然,如果盐 分变化很大,它们就需要一段适应期。

154人为什么感觉到冷 一阵寒风吹来,人会觉得冷。但人究竟为什么会感觉到冷?科学家找出了支配寒冷感觉 的一部分化学机制,这可能帮助研制新型止痛药。 人体感知热的原理早已不是秘密。较高的温度会激活细胞膜上的一些离子通道,即一些 由分子形成的微小孔洞。它们控制特定化学物质流入或流出神经,产生电信号。而冷又是如 何感受到的呢? 据新一期英国《新科学家》杂志报道,美国两个研究小组最近分别报告说,他们发现了 实验鼠的神经对寒冷的一种反应机制。这两个小组都发现,某个离子通道能使实验鼠神经对 8到28摄氏度之间的寒冷感觉产生反应。他们发现,薄荷醇也能激活这个离子通道。这可 以解释为什么薄荷使人感觉清凉。研究人员还说,有的神经在冷和热刺激下都有反应。这可 能解释为什么人有时候会对冰冷产生灼热的错觉。 西班牙的一个科研小组发现了神经对冷刺激的另一种反应方式。他们发现,温度从33 摄氏度降到15摄氏度时,实验鼠神经里一个特定的钾离子通道会关闭。这会使一小部分神 经产生反应,但有另一个钾离子通道起着“制动器”的作用,因此其他大部分神经没有反应。


155人为什么能感到鲜味 除了酸、甜、苦、咸这四种味道,我们还能感受到鲜味,科学家的一项最新研究成果揭 示了人类能够享受鲜美味道的原因。 在亚洲,味精是很流行的调味品,它能增加食物的鲜味。味精的主要成分是谷氨酸钠, 它是由日本科学家 1908 年在海带中找到的。谷氨酸钠是一种氨基酸--谷氨酸的钠盐,氨 基酸能够组成蛋白质,而蛋白质在生命活动中起着非常重要的作用。因此氨基酸也被称为蛋 白质的“砖块”,它们是人体必需的物质。 在最新出版的英国《自然》杂志上,一个美国研究小组发表了他们对于人类感受氨基酸 味道的研究成果。他们发现,在人的味觉细胞表面存在着 T1R1 和 T1R3 两种蛋白质。作为 氨基酸的受体,这两种蛋白质共同作用可以使人感受到 20 种 L 氨基酸的味道,特别是谷氨 酸的味道。 这两种氨基酸受体不能使人敏锐地品尝出 D 氨基酸的味道。L 氨基酸与 D 氨基酸互为 对映体,它们的空间结构如同人的左手和右手。而人体内的蛋白质都是由 L 氨基酸构成的, D 氨基酸对人体没有用处。 科学家认为,正是由于长期进化才使人类拥有了品尝鲜味的能力,L 氨基酸对人类不仅 仅是一种享受,更是生存的必要,而 D 氨基酸不被人类的味觉“青睐”也是理所当然。

156人在真空中会怎样 根据流行科幻小说的描写,在一座绕着土星飞行的空间站中,一个身穿被扎出洞的大 空服的人膨胀到巨大的体积,然后爆炸了。在火星上,一个人暴露在接近于真空的火星大气 中,他的眼睛爆裂出来,靠视神经连接悬挂在脸的两侧。 但根据麦克劳一希尔太空百科全书的描述,当动物在类似真空的状态下感受到突然减压时, 它们不会一下子体积膨胀或眼睛爆裂出来,事实上,有机组织不会有这样的压缩或扩张。死 亡是由积存在组织间隙的自由气体造成的身体反应引起的。如果减压过程用半秒或者更长的 时间,就连肺组织都会安然无恙。当周围的气压降低到 47 毫米汞拄(大约为海平面大气压 的二十分之一)以下时,从皮肤表面开始,各种组织内的水分就会变成蒸汽状态。这会造成 体表细胞衰竭,并由于蒸发损失大量的身体热量,6 秒钟之后,细胞的衰竭过程就会扩展到 心肺,造成血液循环中断,紧接着出现急性缺氧、抽搐和内脏肌肉松弛。是的,没错。如果 你在大空中摘掉头盔,不到一分钟你的太空服就会充满粪便。再过 15 秒钟,就会出现思维 景乱,再过 20 秒钟,你就会失去知觉。如果在大约 80 秒钟内气压恢复到高于 47 毫米汞柱, 你仍可以活过来。

157打哈欠会“传染”吗?


有三种理论认为打哈欠有感染力。这三种理论是:生理理论,厌倦理论,进化理论。 生理理论认为,打哈欠是大脑意识到需要补充氧气的一种反应。打哈欠之所以有感染力, 是因为在某个房间里的每一个人很可能同时都觉得需要补充氧气。打哈欠可能还会受外界因 素的刺激,在很大程度上如同看见别人吃饭会感到饥饿一样。 厌倦理论依据的假设是:如果每个人都觉得某件事情令人感到厌倦,就会打哈欠。但是这 种理论无法解释人为何在感到厌倦的时候打哈欠,除非人把打哈欠作为一种本能方式,用形 体语言表达对某件事情不感兴趣。 进化理论认为,人打哈欠是为了露出牙齿,这个行为是我们的原始祖先传下来的。打哈欠 可能是向别人发出警告的一种行为。鉴于人类的发展已经进入文明社会,用打哈欠的方式向 别人发出警告已经过时了。 由于人们还没有找到打哈欠为何具有感染力的确切原因,因此,这个问题至今仍然是个谜。

158秋天的绿叶为什么会变色 所有的树叶中都含有绿色的叶绿素,树木利用叶绿素捕获光能并且在叶子中其他物质的 帮助下把光能以糖等化学物质的形式存储起来。除叶绿素外,很多树叶中还含有黄色、橙色 以及红色等其他一些色素。虽然这些色素不能像叶绿素一样进行光合作用,但是其中有一些 能够把捕获的光能传递给叶绿素。在春天和夏天,叶绿素在叶子中的含量比其他色素要丰富 得多,所以叶子呈现出叶绿素的绿色,而看不出其他色素的颜色。 当秋天到来时,白天缩短而夜晚延长,这使树木开始落叶。在落叶之前,树木不再像春天 和夏天寻样制造大量的叶绿素,并且已有的色素,比如叶绿素,也会逐渐分解。这样,随着 叶绿素含量的逐渐减少,其他色素的颜色就会在叶面上渐渐显现出来,于是树叶就呈现出黄、 红等颜色。

159冬天树叶落地时为什么一般正面对着地 因为树叶的正面细胞排列整齐,很密,包含着很多叶绿体,叫作栅栏组织,背面细胞内叶绿 体少,排列疏松,称为海绵组织,它比正面轻.树叶正面重背面轻,所以飘落地面的时候,背面常常 向上,正面就朝下了.

160人的阑尾有什么功能 多年来人们认为阑尾没有什么生理功能。但是我们知道,阑尾在胎儿和青少年身上发挥 着重要的作用。人类胎儿发育到 11 周前后,阑尾中出现内分泌细胞。已经能证明胎儿阑尾 中的内分泌细胞可产生各种生物胺和缩氨酸激素,从而协助各种生物控制(即自我平衡)过 程。 研究人员现在认为,成人身上的阑尾主要与免疫功能有关。人出生后不久,淋巴组织便开 始在阑尾中聚积,在 20 岁左右达到高峰,之后迅速下降,并在 60 岁后消失殆尽。不过,在 身体发育阶段,阑尾能够发挥淋巴器官的功能,促进 B 淋巴细胞(一种白细胞)的成熟和 免疫球蛋白 A 类抗体的生成。研究人员还证明,阑尾参与制造的分子有助于淋巴细胞向身


体内的其他部位转移。 由此看来,阑尾的功能似乎是使白细胞接触胃肠道里的大量抗原、即外来物质。因此,阑 尾可以帮助抑制具有潜在破坏作用的体液性抗体反应,同时能够提供局部的免疫作用。阑尾 吸收肠道内的抗原并对其作出反应。这种局部的免疫系统在生理免疫反应以及对食物、药物、 细菌或病毒性抗原的控制中发挥了重要的作用。目前,科学家正在对这些局部免疫反应与炎 症性肠疾病以及自体免疫反应之间的关系进行研究。

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