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第14章 科学冷知识特长班

我要抓紧时间继续学习了盲人的梦是什么颜色的?

先天性盲人从出生开始就什么都看不到,不存在对视觉的认识,所以在梦境中也没有视觉信息,他们的梦可以说是没有颜色的。

有些人在出生之后因意外事故或生病而成了盲人,他们在失明前看到的事物就会出现在梦里。梦是根据人们生活中所经历过或看到过的事情而形成的,虽然一些人在后天成了盲人,但之前他们所看到的事物都会留在脑海中。但他们的梦也不一定会将现实中事物的颜色完全反映出来,即使是正常人,梦的颜色也多为灰色和黑白色。而那些整天跟各种颜色打交道的画家或设计师,他们梦中出现鲜艳色彩的概率要比普通人大得多。物质除了固态、液态、气态之外,还有别的形态存在吗?

自然界中,所有的物体都是由物质构成的。根据物体的特性,我们很容易能分辨出哪些是固体,哪些是液体,哪些是气体。固体具有一定的形状和体积,不能被压缩;液体有一定的体积,但没有固定的形状,可以流动,难压缩;气体没有固定的形状,就算在密闭的空间或容器内也是可以改变的,它可以不断流动,容易压缩。物体常见的形态就是这三种,那么除此之外还有别的形态存在吗?

事实上,现有的物质形态有十种以上,而且这个数字还在不断地增加中。除了固态、液态、气态,物质还有非晶质固态、等离子态、超流态、简并态、强对称物质和弱对称物质等。为什么水烧开后声音反而不响了?

烧水时,我们可以通过听水的声音来判断水是否烧开。一般情况下,水在沸腾之前,会在水壶内部发出嘶嘶的响声,而且声音会逐渐变大。等水真正烧开后,水壶中剧烈的声音会变得很柔和。人们正是通过水壶内声音的变化来判断水是否烧开的。为什么水烧开后声音反而不响了,这里面有什么科学道理存在吗?

因为水中是有空气的,而且水壶的内壁上有许多细小的空穴,这些空穴中也有空气,当水壶中的水被加热时,水中的空气和水壶内壁空穴中的空气被逐渐排了出来,以水壶底部和边缘最为明显,所以在这些地方会出现很多小的气泡。这些小气泡汇合到一起,就会发出嘶嘶的响声。

等水壶中的水被继续加热后,小气泡的体积会增大,并逐渐离开水壶底部,向上升起,因上部的水温较低,气泡上升破裂后会发出很大的声音。水温继续升高,气泡破裂的位置会离水面越来越近,等水完全沸腾后,气泡到达水面才会破裂,所以这个时候我们听到的是较为柔和的声音了。

纸被水打湿后为什么会出现褶皱?

纸之所以在遇水后会变得皱巴巴的,与纸的材质有非常大的关系。纸的主要成分为植物纤维,还有填料、色料等作为辅助材料。

造纸的过程是这样的:先将木材或废纸中的纤维散布在水里,让水分子将纤维充分包裹住,之后再经过过滤、上下加压脱水和加热干燥来将水分去除掉。在这个过程里,纤维细胞之间的水分子会被去除,而纤维分子之间会形成很多细小的氢键,纸张就这样形成了。

通常情况下,纸在遇到水之后不会产生化学反应,只会发生物理性质上的变化。纸张遇到水之后,水分子会将形成纸纤维的氢键破坏掉,使纸张发生膨胀,这个过程与制造纸的过程正好是相反的。氢键被破坏后,纸张纤维间的氢原子在没有压力的情况下随意组合,等纸干了之后就会出现褶皱了。温水比冷水更容易结冰吗?

1969年的夏天,一位名叫艾拉斯托·穆宾巴的科学家想自己做冰激凌吃,于是他将由牛奶和糖水等物质混合成的温热液体放入了冰箱的冷冻室,令他感到惊奇的是,这次结冰的速度比冷水结冰的速度快,他在短时间内就吃到了冰激凌。艾拉斯托·穆宾巴对此产生了浓厚的兴趣,于是开始着手研究,后来写了很多的研究报告,这一现象也被科学界最终定为“穆宾巴效应”。

目前对这一现象最普遍的解释为“温差理论”。温水之所以比冷水更容易结冰,是因为温水与周围环境的温差大于冷水与周围环境的温差。温差大的话,水分子的能量会迅速散发到周围的环境中。但仍然有很多人质疑这个理论,因为虽然冷水与周围环境的温差小,冷水分子能量散发较慢,但是温水终究是要变成冷水的,而温水变成冷水后结冰的速度应该与冷水直接结冰的速度一样。因此现在这个问题仍然没有人能够给出最合理的解释,但随着科学技术的发展,在不远的将来,这个问题一定会得到合理的解答的。

跳入水中真的能躲避子弹吗?

电影中经常出现这样的镜头:某人被拿着枪的人逼得无处可逃,最终跳入水中躲避子弹。我们都知道,子弹的速度非常快,跳入水中真的能躲避子弹吗?

一些人做过专门的实验,他们将与人相似的塑胶人放入水下,用四种不同种类的枪对塑胶人进行射击,结果发现,射程最远的M1步枪能对水下1.2米深的塑胶人造成非致命伤。这就说明,如果一个人潜入水下1.5米以下的深度,便不会被一般的枪伤害到。

实验结果虽然是这样,但现实操作起来有一定难度。我们知道子弹在空气中的速度是非常快的,普通的子弹速度能达到300米/秒,所以一个人要想在水中躲过子弹,必须在被子弹击中之前就潜入到1.5米深的水下。脑袋大就一定很聪明吗?

有的人说,脑袋大的人都很聪明,事实真的是这样吗?自然界中,不同动物其脑袋的重量是不一样的。老鼠的脑袋重1.6克左右,而猫的脑袋重为30克,猴子的脑袋重90克,这些动物的脑袋都没有人类的脑袋重,它们也确实都没有人类聪明。但事实上,并不是脑袋越大越重就越聪明,鲸鱼的脑袋足足有7000克重,但它的智力却低于人类。

那么,在人类中,是不是脑袋越重越大,就越聪明呢?据说,俄罗斯小说家屠格涅夫的脑袋重2012克,他的脑袋确实比人脑重量的平均值高出很多,而屠格涅夫的智商也在普通人之上。但德国化学家本森的脑袋重1259克,低于人脑重量的平均值,但他在自己的学科领域也取得了非常大的成功。可见,一个人是否聪明,与其脑袋的重量和大小是无关的。

其实,人的智商高低主要是由脑细胞数量的多少决定的。我们脑细胞的总数在1000亿个左右,但经常处于活动状态的仅为10亿个左右,所以我们的大脑蕴藏着巨大的潜力。人的脑越是经常用,就会变得越聪明。

黑匣子里装的到底是什么东西?

飞机发生空难事故后,人们到达救援现场的时候都会寻找一个叫“黑匣子”的东西,这个黑匣子到底是什么,为什么事故发生后一定要找到它呢?

黑匣子被业内人士称为“空难见证人”,它实际上就是飞机上的记录仪器,将飞机飞行时的高度、速度、航向、爬升率、下降率、起落架收放、飞机系统工作状况和发动机工作参数等都记录下来。

黑匣子同时也是话音记录仪,它能将飞机上的各种通话都记录下来。话音记录仪上的4条音轨,能将飞行员与地勤人员的通话、驾驶员之间的对话、机长和空姐与乘客的对话和驾驶舱内各种异常的声音都记录下来。

空难大都是在很短的时间内发生,若飞行员和乘客遇难,调查人员想知道事故发生的原因是很难的。这个时候黑匣子就彰显出了它的作用,它能为调查人员提供飞机出事之前的各种系统的运转情况。人们还可以根据话音记录仪里记录的声音来分析事故的原因,以便对事故做出正确的结论。

黑匣子通常由铁金属和高性能的耐热材料做成,具有极强的抗火、耐压、耐冲击、耐海水浸泡、抗磁干扰等能力,即便飞机损坏,黑匣子里的数据也能保存完好。

中间有水的两块玻璃为什么难以分开?

如果我们在一块玻璃上抹些水,然后再拿另一块玻璃轻轻地盖上去,会发现,很难再将这两块玻璃分开。这是为什么呢?有的人说,这是因为两块玻璃之间的水与玻璃在一起会生成一种具有黏性的物质,所以粘在一起的两块玻璃很难分开。这种说法是正确的吗?

其实,看似光滑的两块玻璃之间仍有很多微小的空隙,在玻璃间抹上水后,这些空隙就被水填满,外部的压强就会将两块玻璃紧紧地压在一起,再加上水分子之间的引力,玻璃就很难被分开了。

若想分开中间有水的两块玻璃,必须使空气进入被水分子填满的玻璃缝隙处。

为什么天冷时小便的次数会增多?

很多人都会有这样的感觉,虽然每天喝水的量差不多相同,但气温低的时候,小便的次数会增多,造成这种现象的原因是什么呢?

与天热时相比较,气温低时,人体不容易出汗。平时人体都要通过排泄来将体内堆积的“垃圾”排出体外。夏天时,因为气温高,人体较容易流汗,大部分人体内的“垃圾”会随着汗液被排出体外。到了冬季,气温降低,人体出汗很少,没有了汗液的帮助,人体就选择通过尿液来将多余的“垃圾”排出体外了,这也正是天冷时小便次数增多的原因。为什么有些药要以胶囊的形式出售?

药店中出售的口服药,有些外部包裹着胶囊。为什么这些药不直接制成片剂,而要以胶囊的形式出售呢?

我们先来看看胶囊的种类,目前市面上常见的胶囊主要分为两类——软胶囊和硬胶囊。软胶囊具有良好的密封性,可以长时间保存药物,如鱼肝油等油性药物多是用软胶囊包裹的。而硬胶囊就是我们经常见到的双色胶囊,它是由两瓣胶囊并在一起组成的,它的密封性没有软胶囊好,里面装的是药粉。

之所以一些药物用胶囊来包裹,是因为:有些药物具有很强的刺激性,如果直接服用,会对消化器官造成伤害;有一些药物很苦,为了让病人吃药时不觉得苦,所以加上了胶囊;还有一些药物要在肠道进行消化,胶囊能保护药物不在胃部就被胃酸腐蚀掉;除此之外,胶囊还能准确地控制药物的剂量,能避免人们错服药物。无影灯是如何摆脱影子的?

医院手术室内挂着的圆形大灯就是无影灯,它可以消除人的影子,方便给病人做手术。那么,无影灯是如何摆脱影子的呢?是无影灯里有什么特殊的装置,能将照射在手术台上的影子消除掉吗?

其实无影灯上面并没有消除影子的装置。正常情况下,当光线照射在不透明的东西上时,就会产生影子,中间影子最深的地方叫作本影,四周渐渐变浅。无影灯的工作原理是,圆形灯盘内装有向各个方向照射的灯光,增大了发光源的面积,使得本影变淡,达到无影效果,以便让手术能顺利进行。

防弹衣是如何挡住子弹的袭击的?

在看影视作品的时候,经常会看到穿着防弹衣的警察追捕危险的嫌疑人,那么,防弹衣和普通的衣服到底有什么区别,防弹衣是如何防弹的呢?

有人说防弹衣之所以能防弹,是因为防弹衣内部有厚厚的钢板,可以阻挡住高速飞来的子弹,从而降低子弹对人体所造成的伤害,其实不是这样的。大多数防弹衣分为两部分——衣套和防弹层。防弹层是能阻止子弹伤害人体的保护层,它由金属、陶瓷片、玻璃钢、尼龙、液体防护材料等组成。根据防弹衣的不同,防弹层可分为单一结构和复合型结构。防弹层里的特殊结构,可以吸收高速飞来的子弹所产生的动能,还能将子弹爆裂时所形成的弹片弹开,从而达到保护人体、减轻伤害的目的。

自动售货机是如何识别硬币的?

我们常常能在地铁站或飞机场等场所看到售卖饮料或其他东西的自动售货机,人们只要将硬币投入到机器里,就能买到自己想要的商品。自动售货机是如何识别硬币的呢?

有的人说自动售货机内部装有自动扫描装置,只要将硬币投入到机器里,自动扫描装置就会辨别硬币的真伪和数量,完成交易。其实在自动售货机的内部并没有自动扫描装置,其内部安装的实为感应装置。感应装置被安装在投币口处,一旦有硬币被投进来,感应装置就会对硬币的大小、材质和重量进行感应。因为不同的材质会具有不同的磁场,所以感应装置能识别出硬币真伪,又因为感应装置能感应出硬币的数量,所以自动售货机能自己计算出找零的数量,从而将顾客要买的物品“吐出来”,最终完成交易。

世界上最轻的物体是什么?

世界上最轻的物体是气凝胶,它是一种非常特殊的材料,呈半透明状,浅蓝色。气凝胶是由纯二氧化硅等物质组成的,它的密度很小,每立方米只有3毫克,是空气质量的2倍多。气凝胶差不多是世界上最轻的固体了,尽管它被称为固体,但其实它99%以上都是由气体构成的,也正是这个原因,使气凝胶看起来像雾一般,所以人们也称它为“冻烟”。假如将1立方厘米的气凝胶拆开铺平,会发现它竟然会有足球场那么大。

气凝胶具有非常强的抗热性,就算是1000℃的高温也奈何不了它,除此之外,气凝胶还具有很强的吸油污的能力。气凝胶被应用在很多领域,如宇航服、登山靴等的制造上。我们现在对气凝胶的认识还处于起步阶段,日后气凝胶必将会发挥出其更大的用途。

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